電子写真用感光体の特性評価方法及び特性評価装置
【課題】電子写真用感光体の静電容量を精度良く算出する。
【解決手段】電子写真感光体１である試料を帯電させる静電気帯電工程と、帯電後の試料の感光面を露光により除電させる除電工程と、試料の表面電位を検出する表面電位検出工程と、試料の電荷量の検出を行う電荷量検出工程と、表面電位および電荷量の検出結果に基づいて、試料の静電容量を算出する静電容量算出工程と、を有し、静電気帯電工程は、試料の回転周期における表面電位において所定の電位差が生じる帯電条件で試料を帯電させ、静電容量算出工程は、試料の任意の位置における該試料の回転周期における複数の表面電位と通過電流との関係に基づいて、静電容量を算出する。
【解決手段】電子写真感光体１である試料を帯電させる静電気帯電工程と、帯電後の試料の感光面を露光により除電させる除電工程と、試料の表面電位を検出する表面電位検出工程と、試料の電荷量の検出を行う電荷量検出工程と、表面電位および電荷量の検出結果に基づいて、試料の静電容量を算出する静電容量算出工程と、を有し、静電気帯電工程は、試料の回転周期における表面電位において所定の電位差が生じる帯電条件で試料を帯電させ、静電容量算出工程は、試料の任意の位置における該試料の回転周期における複数の表面電位と通過電流との関係に基づいて、静電容量を算出する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電子写真用感光体の特性評価方法及び特性評価装置に関する。さらに詳述すると、電子写真用感光体の静電容量を算出して行う電子写真用感光体の特性評価方法及び特性評価装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から、複写機、レーザプリンタ等の画像形成装置として、電子写真方式を利用した画像形成装置が種々考案されており公知技術となっている。その画像形成プロセスは、像担持体である電子写真用感光体（以下、電子写真感光体、感光体ドラム、感光体、ドラムともいう）の表面に静電潜像を形成し、感光体上の静電潜像を現像剤であるトナー等によって現像して可視像化し、現像された画像を転写装置により記録紙（用紙、記録媒体ともいう）に転写して画像を担持させ、圧力や熱等を用いる定着装置によって記録紙上のトナー画像を定着する過程により成立している。
【０００３】
電子写真方式を利用した画像形成装置において、感光体は、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き出すために、様々な特性を満足することが要求される。
【０００４】
そのため、感光体は出荷前に電子写真に関わる様々な特性の検査が行われている。例えば、新規の画像形成装置に用いるための新規の感光体を開発する場合等において、その開発過程において試作した感光体の電子写真に関する様々な特性についての評価が行われており、その際に用いる電子写真用感光体（試料）の特性評価装置および特性評価方法についても種々提案されている。
【０００５】
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器と、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であって、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を向上させた測定装置が記載されている。
【０００６】
また、特許文献２には、電子写真用感光体を高速で回転させる工程と、該電子写真用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、求められる該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であって、該電子写真感光体の充電電荷量は、電流値を時間で積分した値に補正値を加えた値とする電子写真感光体の静電容量算出方法が記載されている。なお、「高速」とは、例えば、１０００ｒｐｍ以上である。
【０００７】
しかしながら、感光体の静電容量を算出するために測定する帯電特性測定の際、帯電装置の設定放電電流を小さくした場合、静電容量算出結果に違いが生じることが分かった。また、低速回転（例えば、２００ｒｐｍ以下）で帯電装置の設定放電電流を小さくした場合には、静電容量算出結果の違いが顕著に現れることが分かった。更に、回転数を落として静電容量を算出した場合には、設定放電電流の大きさに関係なく、回転数を落としていくほど静電容量算出結果の違いが大きいことが分かった。しかし、特許文献１，２ではこの問題点に関しての記載はなく、問題として認識されていなかった。
【０００８】
また、従来の特許文献にも記載されているように、電子写真感光体に要求される特性として、帯電能、電荷保持能、感度等があげられる。これらの電気的・光学的な特性の測定には電子写真プロセスと同様にコロナ帯電・露光を行うことによって上記特性を評価されることが多い。それらの特性を評価する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、静電容量を求め評価する方法がある。
【０００９】
図１０はこの方法の原理を示した図である。電子写真感光体をコンデンサと考えるモデルでは、コロナ帯電により感光体（試料）に流れる電流Ｉと、この時の表面電位Ｖを同時計測し、通過電流は時間ｔで積算され、図１０（ｃ）のグラフで示されるように、Ｑ＝Ｃ・Ｖ（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）の関係より静電容量（Ｃ）が求められる。
【００１０】
感光体にコロナ放電を施すとその表面電位Ｖは、通常、図１０（ａ）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１０（ｂ）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。これらによって求まった充電電荷量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１０（ｃ））。従来の特許文献で記載されている様に、この算出方法では、徐々に帯電する状況を作り、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った。
【００１１】
被測定物となる感光体が平板など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とはならなかった。また、被測定物が感光体ドラムの場合で、感光体のドラム直径が小さい物に関しては、支持体に厚みの不均一な部分があった場合でも、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ないため、高速回転させて静電容量を算出することが可能であった。しかしながら、ドラム直径が大きい場合で支持体に厚みの不均一な部分があった場合は、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。また、それによって感光体周りに配置された帯電装置、露光装置、表面電位検出装置との距離が安定しないために、正確な計測ができない状況も発生するという問題があった。
【００１２】
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装置、露光装置、表面電位検出装置に接触し装置の損傷や感光体へのダメージも起こるため、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も知られているが、バランスの悪い部分を測定するための機構、装置等が必要となることや、計測する場合には、測定者の手間になるという問題があった。そのため、従来と同様の構成の装置で、測定者の手間を取らせず、低速回転でも静電容量を精度良く計測する方法が要望されている。
【００１３】
また、特許文献３には、設定放電電流が小さいことによる影響を受けず、且つ回転数に影響されずに精度良く静電容量を算出可能な静電容量算出方法が記載されており、精度良く静電容量を算出するための放電電流条件、静電容量算出の時間間隔、補正方法が開示されている。
【００１４】
特許文献３に記載の発明により、静電容量算出精度を向上させることができるが、静電容量算出時の算出方法が感光体１周分の全ての電流量を積分して電荷量を求めているため、算出方法が複雑であり、感光体周方向の任意ポイントでの静電容量算出が困難であるという問題があった。
【００１５】
また、特許文献４には、感光層の膜厚均一性を短時間で精度良く評価する電子写真感光体用の評価装置について、その中で帯電装置の帯電条件を変えて複数回測定して静電容量を算出する方法が開示されている。
【００１６】
しかしながら、特許文献４に記載の技術では、帯電条件を変えて複数回測定するため、一度感光体を除電する必要がある。その結果、感光体を劣化させた後に測定した場合、感光体劣化直後の帯電特性とは異なる特性を計測してしまうという問題が生じることとなる。なお、この問題点に関する記載は無く、問題として認識されていないといえる。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１７】
本発明は、以上の従来技術における問題に鑑みてなされたものであり、感光体の回転数に影響されずに精度良く静電容量を算出可能な電子写真用感光体の特性評価方法及び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】
【００１８】
かかる目的を達成するため、本発明に係る電子写真用感光体の特性評価方法は、電子写真感光体である試料を帯電させる静電気帯電工程と、帯電後の試料の感光面を露光により除電させる除電工程と、試料の表面電位を検出する表面電位検出工程と、試料の電荷量の検出を行う電荷量検出工程と、表面電位および電荷量の検出結果に基づいて、試料の静電容量を算出する静電容量算出工程と、を有し、静電気帯電工程は、試料の回転周期における表面電位において所定の電位差が生じる帯電条件で試料を帯電させ、静電容量算出工程は、試料の任意の位置における該試料の回転周期における複数の表面電位と通過電流との関係に基づいて、静電容量を算出するようにしている。
【００１９】
また、本発明に係る電子写真用感光体の特性評価装置は、電子写真感光体である試料を帯電させる静電気帯電手段と、帯電後の試料の感光面を露光により除電させる除電手段と、試料の表面電位を検出する表面電位検出手段と、試料の電荷量の検出を行う電荷量検出手段と、表面電位および電荷量の検出結果に基づいて、試料の静電容量を算出する静電容量算出手段と、を有し、静電気帯電手段、試料の回転周期における表面電位において所定の電位差が生じる帯電条件で試料を帯電させ、静電容量算出手段は、試料の任意の位置における該試料の回転周期における複数の表面電位と通過電流との関係に基づいて、静電容量を算出するものである。
【発明の効果】
【００２０】
本発明によれば、感光体の回転数に影響されずに精度良く電子写真用感光体の静電容量を算出することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００２１】
【図１】本実施形態に係る電子写真用感光体の特性評価装置を示す概略正面図である。
【図２】図１に示す特性評価装置の概略側面図である。
【図３】静電容量算出時における電荷量と表面電位との関係を示すグラフである。
【図４】高速回転時および低速回転時における表面電位の推移を示すグラフである。
【図５】高速回転時および低速回転時における通過電流の推移を示すグラフである。
【図６】１８００ｒｐｍで測定した全測定データを利用して充電電荷量と表面電位の結果をプロットしたグラフである。
【図７】２００ｒｐｍで測定した全測定データを利用して充電電荷量と表面電位の結果をプロットしたグラフである。
【図８】１８００ｒｐｍで測定した結果から充電電荷量と表面電位の結果グラフ（Ｙ軸を２６分割してプロット）である。
【図９】２００ｒｐｍで測定した結果から充電電荷量と表面電位の結果グラフ（Ｙ軸を２６分割してプロット）である。
【図１０】静電容量算出方法の説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００２２】
以下、本発明に係る構成を図１から図１０に示す実施の形態に基づいて詳細に説明する。
【００２３】
なお、以下、「放電電流」という用語を用いるが、これは、帯電装置の放電条件を決めるための値であり、測定する感光体（試料）と同形状（直径・全長・肉厚が同じ）の素管（感光層を塗布していない）を放電させ、アルミ素管側に流れる電流のことを意味している。この放電電流によって帯電装置の出力を設定する。
【００２４】
（特性評価装置）
図１は本実施形態に係る電子写真感光体の特性評価装置（以下、特性評価装置）の構成を示す概略正面図、図２は図１に示す特性評価装置の概略側面図である。図１および図２を参照しながら特性評価装置を説明する。
【００２５】
図１に示すように、特性評価装置３０は、感光体ドラム１を露光する露光ランプ１１、感光体ドラム１の帯電前の電位を計測する表面電位計プローブ１７、帯電後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器６、コロナ帯電器６へ電圧を供給するための電源７、電源７のスイッチ１３、感光体ドラム１を除電する除電用光源８、露光ランプ１１を覆うランプボックス１０、露光した光を電子写真用感光体の照射面までガイドする露光ガイドボックス２、照度を調節する絞り１２を有している。
【００２６】
この特性評価装置３０では、感光体ドラム１はモータ１４によって回転する機構となっており、図１の矢印の方向に回転する。このとき、電源７から高電圧が出力され、コロナ帯電器６によって感光体ドラム１が帯電される。この帯電時に感光体ドラム１中を通過する電流（通過電流）は計測され、５の信号処理回路に送られる。なお、信号処理回路５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１６によってデジタル信号に変換されコントローラ１５に送られデジタル信号が演算処理される。
【００２７】
また、感光体ドラム１の表面電位は、表面電位計プローブ３，１７からモニター部である表面電位計４に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１６によって変換され、次にコントローラ１５に送られ演算処理される。コントローラ１５は、感光体ドラム１を回転させるモータ１４内のモータドライバ１４ａ（図示せず）に接続されている。モータドライバ１４ａ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も付加されているため、回転数制御と回転数の認識が可能である。
【００２８】
また、感光体１は、図２に示すように、両端にドラムチャック治具１９でドラムを保持され、感光体の主軸１８がドラムチャック治具１９の中心を通って支持されている。この主軸１８は、感光体１の左側に配置された面板２０ａと、右側に配置された面板２０ｂにより主軸１８が軸受けされる機構となっている。また、主軸１８は、モータ１４に繋がったベルト２１によって回転する機構となっており、図１の矢印方向に回転する。
【００２９】
また、感光体１を回転させる駆動手段としてのモータ１４のモータドライバ１４ａは、感光体１の回転数を出力する手段、感光体１の回転位置検出手段、感光体１の回転数を遠隔制御可能な手段等を備えており、感光体１の回転数制御、回転数の認識、設定した所望の角度（位置）で感光体１の回転を停止させることが可能である。また、所望の線速ｖで感光体１を回転させることが可能である。
【００３０】
感光体ドラム１の周りのユニットは、デジタルリレー出力によってＯＮ／ＯＦＦ制御されている。また、感光体ドラム１の露光後電位は、露光ランプ１１を使用することによって、測定することができ、感光体ドラム１の表面電位を取り除く場合は、除電用光源８を使用し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。
【００３１】
露光装置（露光ランプ１１）には、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に、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る。また、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。さらに、照度を調節するための絞り１２には、絞りを使わず照度調整可能な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。
【００３２】
なお、感光体ドラム１の表面を帯電処理するための帯電器６の電源回路の制御手段（図示せず）や、感光体ドラム１を光照射するための光源８の電源回路の制御手段（図示せず）等は、特に限られるものではなく、公知または新規のものを用いることができる。また、帯電器６としては、例えば、コロナ帯電器であるコロトロン帯電器やスコロトロン帯電器を使用することができる。
【００３３】
なお、特性評価装置３０は、光を透過しない暗箱、暗幕等で覆われて使用される。このようにしないと、評価時に外部環境（風、光、温度等をいう）の影響を受けて正確な特性評価が難しいからである。ただし、各コントローラ、信号処理回路等の感光体ドラム１の評価に直接影響の無い構成については、必ずしも暗箱あるいは暗幕で覆う必要はない。
【００３４】
また、被試験試料としての感光体ドラム１は、導電性支持体の上に電荷発生層、電荷輸送層が形成されたもの、更に電荷輸送層の上に保護層が形成されたもの等を使用できる。導電性支持体および電荷発生層、電荷輸送層は、特に限られるものではなく、公知または新規のものを用いることができる。
【００３５】
（静電容量算出方法）
次に本実施形態に係る特性評価装置３０による感光体ドラム１の静電容量算出方法（特性評価方法）について説明する。感光体１の静電容量は、表面電位と通過電流との関係に基づいて算出される。具体的には、下記式（１）を用いて、通過電流Ｉから電荷量Ｑを算出する。
Ｑ＝Ｉ／（Ｗ・ｖｐ） ・・・（１）
ここで、Ｑは電荷［Ｃ／ｍｍ２］を示し、Ｉは通過電流［Ａ］を示し、Ｗは帯電装置の実行帯電幅［ｍｍ］を示し、ｖｐ［ｍｍ／ｓ］は感光体の線速（回転速度）を示す。
【００３６】
また、感光体１周目の電荷量Ｑ１は、Ｑ１＝Ｉ１／（Ｗ×ｖｐ）であり（Ｉ１：１周目の任意の一点の電流）、感光体２周目以降の電荷量Ｑｎ（ｎ：回転数）は、Ｑｎ＝Ｉｎ／（Ｗ×ｖｐ）＋Ｑｎ−１（Ｉｎ：ｎ周目の任意の一点の電流、Ｑｎ−１：ｎ−１周目の電荷量）で電荷量を算出することができる。
【００３７】
このように算出された電荷量Ｑと表面電位Ｖに基づいて、下記式（２）より静電容量［Ｆ／ｍｍ２］を算出する。
Ｑ＝Ｃ・Ｖ ・・・（２）
ここで、Ｑは電荷量［Ｃ／ｍｍ２］を示し、Ｖは表面電位［Ｖ］を示し、Ｃは静電容量［Ｆ／ｍｍ２］を示す。
【００３８】
以上により、感光体１の静電容量を求めることができる。ここで、表面電位Ｖに関しては、測定前の初期表面電位Ｖ１を減算することにより、電荷量変化に相当する分の電位変化（測定前の感光体の履歴によって生じる特性変化）を考慮した形で、静電容量をより精度良く算出することが可能となるため、初期表面電位Ｖ１を減算することが好ましい。
【００３９】
また、表面電位計プローブ３，１７と帯電器６はドラム周方向の同じ位置にないため、表面電位Ｖと通過電流Ｉの関係は、レイアウト上のずれた角度分時間差が生じる。そのため、表面電位Ｖと通過電流Ｉの対応関係は、角度ずれ分の時間差を考慮して行うことが好ましい。
【００４０】
ここで、本実施形態に係る特性評価方法では、静電容量の算出をドラム周回時間毎に実施することにより、回転数に影響されること無く、感光体周方向の任意の位置（任意の１点）における静電容量を精度良く算出することが可能となる。
【００４１】
この場合、まず上記式（１）を用いて、ある位置での通過電流Iから電荷量Ｑを算出した後、ドラム周回時間毎の表面電位Ｖ及び電荷量Ｑを、図３に示すように、横軸に電荷量Ｑ、縦軸にＶを取ったグラフ上にプロットし、複数のプロット点を結んだ直線Ｌ２の傾きから静電容量を求める。ここで、静電容量を１つのプロットで結んだＬ１の傾きではなく、複数のプロットから算出したＬ２の傾きで求めることにより、高い精度で静電容量を求めることができる。
【００４２】
更に、静電容量の算出をドラム１の複数の位置で行うことにより、静電容量分布を求めることが可能となる。
【００４３】
また、ドラム周回毎の表面電位差に関しては、電位差が小さい場合静電容量算出の誤差が大きくなるため、１００Ｖ程度の電位差が１回でも生じる結果で算出することが好ましい。
【００４４】
更に、静電容量算出時の電荷量に関し、感光体２周目以降の電荷量は、１周前の電荷量を加算して算出することにより、到達した表面電位でのトータルの電荷量を考慮した形での静電容量算出が可能となるため、感光体２周目以降の電荷量は、１周前の電荷量を加算して算出することが好ましい。これにより、電荷量をより正確に算出することが可能となり、静電容量をより精度良く算出することが可能となる。
【００４５】
以上のように、本実施形態に係る特性評価方法によれば感光体の回転数に影響されずに周方向の任意のポイントにおいて、精度良く電子写真用感光体の静電容量を算出することが可能となる。
【００４６】
尚、上述の実施形態は本発明の好適な実施の例ではあるがこれに限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲において種々変形実施可能である。
【実施例】
【００４７】
（比較例１）
次に、図１及び図２の特性評価装置３０を使用し、ドラム直径１００ｍｍ、ドラム全長３６０ｍｍであって、リコーｉｍａｇｉｏＭＦ７０７０に搭載された感光体ドラムと同じ材料、処方構成の感光層を塗った感光体ドラム１を使用して特性評価を行った。
【００４８】
なお、帯電器６に接続されている高圧電源、表面電位計、表面電位計プローブ３，１７としては、ＴＲＥＫ社製の装置を使用した。また、帯電器６は内製したスコロトロン帯電器、除電器（除電用光源）５には波長６６０ｎｍのラインＬＥＤ、モータ１４にはオリエンタル社製モータ、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３０を使用した。なお、帯電装置６の設定放電電流は−１２７．３［ｎＡ／ｃｍ２］で実施。感光体ドラム１の回転数は１８００ｒｐｍと２００ｒｐｍの２水準で測定した。
【００４９】
感光体ドラム１の表面電位の推移結果を図４、通過電流の推移結果を図５に示す。また、静電容量を算出するためにプロットした充電電荷量（充電電荷量の算出方法は、図１０と同様の従来技術での算出方式で算出）と表面電位の対応関係の結果グラフ（Ｑ−Ｖカーブ）を図６（回転数：１８００ｒｐｍ、プロットしたポイントは全測定データの充電電荷量と表面電位対応関係をプロット）、回転数のみ２００ｒｐｍとして同様にプロットした結果グラフを図７に示す。なお、表面電位・通過電流サンプリング間隔は０．０１ｓｅｃ、静電容量算出方法は図１０に示す方法で実施した。
【００５０】
図４および図５に示す結果によれば、１８００ｒｐｍという高速回転で測定した場合は、表面電位・通過電流が徐々に変化する状況を確認できるが、２００ｒｐｍという低速回転で測定した場合には表面電位・通過電流とも１回転するまで放電状況は変化しないため、階段状に変化した結果となることが分かる。また、２００ｒｐｍでの測定結果は表面電位・通過電流とも応答性の問題から信号に遅れが生じていることも分かる。
【００５１】
また、図６に示す結果からは、１８００ｒｐｍという高速回転で静電容量を算出する場合は、充電電荷量と表面電位の結果グラフのどのポイントで回帰線を引いても同じような静電容量結果を算出することが可能であるといえるが、図７に示す結果からは、２００ｒｐｍという低速回転で静電容量を算出する場合は、回帰線を引くためのポイント選定が困難であることが分かる。さらに、図４および図５の結果からも分かるが、帯電装置と表面電位プローブは同じ位置に無いために、表面電位と通過電流が同時期に変化しない。そのため、静電容量算出時の表面電位と通過電流の対応関係を間違えると、正しい静電容量を算出できないことが分かる。
【００５２】
（比較例２）
また、比較例１と同様の特性評価装置３０を使用して感光体ドラム１の特性評価を行った。回転数１８００ｒｐｍで静電容量を算出した場合の充電電荷量と表面電位の結果グラフ（Ｑ−Ｖカーブ）を図８、回転数２００ｒｐｍで静電容量を算出した場合の充電電荷量と表面電位の結果グラフを図９に示す。なお、充電電荷量の算出方法は、図１０と同様の従来技術での算出方式で算出した。なお、グラフへのプロットは、Ｙ軸の表面電位を２６分割（−１２００Ｖを２６分割）した値に最も近い値のみをプロットしている。
【００５３】
図８の結果によれば、１８００ｒｐｍという高速回転で静電容量を算出した場合には、Ｙ軸の表面電位を２６分割した値に最も近い値のみをプロットしても、問題なく充電電荷量と表面電位の結果グラフから直線を引くことができ、静電容量を算出できたが、図９に示すように２００ｒｐｍという低速回転で、Ｙ軸の表面電位を２６分割した値に最も近い値のみをプロットし静電容量を算出する方法では、直線を引くことが困難であり、精度の良い静電容量算出は困難であることが分かる。
【００５４】
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、何等限定されるものではない。
【００５５】
（実施例１）
図１及び図２の特性評価装置３０を使用し、ドラム直径１００ｍｍ、ドラム全長３６０ｍｍであって、リコーｉｍａｇｉｏＭＦ７０７０に搭載された感光体ドラムと同じ材料、処方構成の感光層を塗った感光体ドラム１を使用して特性評価を行った。ここで、ドラム軸方向１８０ｍｍの位置（軸方向中央部）において、感光体周方向の４点（０°，９０°，１８０°，２７０°）での表面電位と通過電流結果から静電容量を算出した結果を表１に示す。尚、帯電開始から３周目分までのデータから静電容量を算出した。
【００５６】
なお、帯電器６に接続されている高圧電源、表面電位計、表面電位計プローブ３，１７としては、ＴＲＥＫ社製の装置を使用した。また、帯電器６は内製したスコロトロン帯電器、除電器（除電用光源）５には波長６６０ｎｍのラインＬＥＤ、モータ１４にはオリエンタル社製モータ、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３０を使用した。
【００５７】
なお、感光体ドラム１の回転数は２００ｒｐｍ、表面電位・通過電流サンプリング間隔を０．０１ｓｅｃ、帯電装置６の設定放電電流は−１２７．３［ｎＡ／ｃｍ２］で実施した。当該条件下での感光体回転数での電位差は、何れの感光体もドラム１周目と２周目の電位差が約１５０Ｖ、ドラム２周目と３周目の電位差が約１１０Ｖであった。また、静電容量算出方法は、上記実施形態での算出方法（上記式（１），（２）、図３に示す算出方法）とした。但し、静電容量算出時の全ての表面電位に関しては、初期表面電位を減算した値を使用し、且つ電荷量の計算には、１周前の電荷量を加算した値を電荷量として使用した。
【００５８】
【表１】
【００５９】
表１の結果によれば、サンプル２の測定位置１８０°の静電容量結果、サンプル４の測定位置０°の静電容量結果が他の測定位置と比較して、２％以上違いが生じる結果となっている。
【００６０】
次に、静電容量算出時に使用した全てのサンプルの各測定位置の膜厚を測定した結果を表２に示す（０°の位置を基準にした時の、膜厚差である）。なお、膜厚の測定には、渦電流式膜厚計（フィッシャー社製）を使用した。
【００６１】
【表２】
【００６２】
表２の結果によれば、サンプル２に関しては１８０°の位置で膜厚差が大きく、サンプル４に関しては、０°の位置で膜厚差が大きい結果を示している。この結果は、表１で比較した静電容量結果で違いが判明した結果と同じであった。
【００６３】
この結果、感光体の膜厚差などの異常に関しては、ドラム回転周期で電位差が生じる固定した帯電条件で帯電し、その結果生じる任意の１点におけるドラム回転周期の複数の表面電位と通過電流の関係から静電容量を算出することで確認が可能であることが分かる。また、複数の測定位置で静電容量を算出することで、静電容量分布を計測することも可能であることが分かる。実施例１により、感光体の特性を精度良く測定できることを確認できた。
【００６４】
（実施例２）
実施例１と同様に、同じ特性評価装置３０でサンプル１を使用し、同じ位置、同じタイミングで、且つ、静電容量算出方法は上記実施形態での算出方法（上記式（１），（２）、図３に示す算出方法）とした。但し、実施例２では、静電容量算出時の全ての表面電位は、初期表面電位を減算せず静電容量を算出した。静電容量算出時のＱ−Ｖカーブ（図３）でのＬ２直線のＶ＝０の時の電荷量のズレを算出した結果を表３に示す。
【００６５】
【表３】
【００６６】
表３の結果によれば、実施例１の方が電荷量のズレは小さいことがわかる。使用したサンプル１は、未使用感光体であり電荷量のズレはほぼ無い状態であるため、実施例１の方がゼロに近く、より感光体の特性を精度良く表していると考えられる。
【００６７】
以上より、静電容量算出時の全ての表面電位は、初期表面電位を減算して静電容量を算出した方（実施例１の方）が、電荷量変化に相当する分の電位変化を考慮した形での静電容量算出が可能となり、さらに感光体の特性を精度良く測定できることを確認できた。
【符号の説明】
【００６８】
１ 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
４ 表面電位計
５ 信号処理回路
６ コロナ帯電器
７ 電源
８ 除電用光源
９ 信号処理回路
１０ ランプボックス
１１ 露光ランプ
１２ 絞り
１３ 電源スイッチ
１４ モータ
１５ コントローラ
１６ Ａ／Ｄ変換器
１７ 表面電位計プローブ
１８ 主軸
１９ ドラムチャック治具
２０ａ，２０ｂ 面板
２１ ベルト
３０ 特性評価装置
【先行技術文献】
【特許文献】
【００６９】
【特許文献１】特開平１０−２８２０５７号公報
【特許文献２】特開２００３−２７９６０８号公報
【特許文献３】特開２００８−２１６７０４号公報
【特許文献４】特開２００６−２６７４４２号公報
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電子写真用感光体の特性評価方法及び特性評価装置に関する。さらに詳述すると、電子写真用感光体の静電容量を算出して行う電子写真用感光体の特性評価方法及び特性評価装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から、複写機、レーザプリンタ等の画像形成装置として、電子写真方式を利用した画像形成装置が種々考案されており公知技術となっている。その画像形成プロセスは、像担持体である電子写真用感光体（以下、電子写真感光体、感光体ドラム、感光体、ドラムともいう）の表面に静電潜像を形成し、感光体上の静電潜像を現像剤であるトナー等によって現像して可視像化し、現像された画像を転写装置により記録紙（用紙、記録媒体ともいう）に転写して画像を担持させ、圧力や熱等を用いる定着装置によって記録紙上のトナー画像を定着する過程により成立している。
【０００３】
電子写真方式を利用した画像形成装置において、感光体は、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き出すために、様々な特性を満足することが要求される。
【０００４】
そのため、感光体は出荷前に電子写真に関わる様々な特性の検査が行われている。例えば、新規の画像形成装置に用いるための新規の感光体を開発する場合等において、その開発過程において試作した感光体の電子写真に関する様々な特性についての評価が行われており、その際に用いる電子写真用感光体（試料）の特性評価装置および特性評価方法についても種々提案されている。
【０００５】
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器と、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であって、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を向上させた測定装置が記載されている。
【０００６】
また、特許文献２には、電子写真用感光体を高速で回転させる工程と、該電子写真用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、求められる該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であって、該電子写真感光体の充電電荷量は、電流値を時間で積分した値に補正値を加えた値とする電子写真感光体の静電容量算出方法が記載されている。なお、「高速」とは、例えば、１０００ｒｐｍ以上である。
【０００７】
しかしながら、感光体の静電容量を算出するために測定する帯電特性測定の際、帯電装置の設定放電電流を小さくした場合、静電容量算出結果に違いが生じることが分かった。また、低速回転（例えば、２００ｒｐｍ以下）で帯電装置の設定放電電流を小さくした場合には、静電容量算出結果の違いが顕著に現れることが分かった。更に、回転数を落として静電容量を算出した場合には、設定放電電流の大きさに関係なく、回転数を落としていくほど静電容量算出結果の違いが大きいことが分かった。しかし、特許文献１，２ではこの問題点に関しての記載はなく、問題として認識されていなかった。
【０００８】
また、従来の特許文献にも記載されているように、電子写真感光体に要求される特性として、帯電能、電荷保持能、感度等があげられる。これらの電気的・光学的な特性の測定には電子写真プロセスと同様にコロナ帯電・露光を行うことによって上記特性を評価されることが多い。それらの特性を評価する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、静電容量を求め評価する方法がある。
【０００９】
図１０はこの方法の原理を示した図である。電子写真感光体をコンデンサと考えるモデルでは、コロナ帯電により感光体（試料）に流れる電流Ｉと、この時の表面電位Ｖを同時計測し、通過電流は時間ｔで積算され、図１０（ｃ）のグラフで示されるように、Ｑ＝Ｃ・Ｖ（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）の関係より静電容量（Ｃ）が求められる。
【００１０】
感光体にコロナ放電を施すとその表面電位Ｖは、通常、図１０（ａ）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１０（ｂ）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。これらによって求まった充電電荷量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１０（ｃ））。従来の特許文献で記載されている様に、この算出方法では、徐々に帯電する状況を作り、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った。
【００１１】
被測定物となる感光体が平板など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とはならなかった。また、被測定物が感光体ドラムの場合で、感光体のドラム直径が小さい物に関しては、支持体に厚みの不均一な部分があった場合でも、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ないため、高速回転させて静電容量を算出することが可能であった。しかしながら、ドラム直径が大きい場合で支持体に厚みの不均一な部分があった場合は、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。また、それによって感光体周りに配置された帯電装置、露光装置、表面電位検出装置との距離が安定しないために、正確な計測ができない状況も発生するという問題があった。
【００１２】
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装置、露光装置、表面電位検出装置に接触し装置の損傷や感光体へのダメージも起こるため、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も知られているが、バランスの悪い部分を測定するための機構、装置等が必要となることや、計測する場合には、測定者の手間になるという問題があった。そのため、従来と同様の構成の装置で、測定者の手間を取らせず、低速回転でも静電容量を精度良く計測する方法が要望されている。
【００１３】
また、特許文献３には、設定放電電流が小さいことによる影響を受けず、且つ回転数に影響されずに精度良く静電容量を算出可能な静電容量算出方法が記載されており、精度良く静電容量を算出するための放電電流条件、静電容量算出の時間間隔、補正方法が開示されている。
【００１４】
特許文献３に記載の発明により、静電容量算出精度を向上させることができるが、静電容量算出時の算出方法が感光体１周分の全ての電流量を積分して電荷量を求めているため、算出方法が複雑であり、感光体周方向の任意ポイントでの静電容量算出が困難であるという問題があった。
【００１５】
また、特許文献４には、感光層の膜厚均一性を短時間で精度良く評価する電子写真感光体用の評価装置について、その中で帯電装置の帯電条件を変えて複数回測定して静電容量を算出する方法が開示されている。
【００１６】
しかしながら、特許文献４に記載の技術では、帯電条件を変えて複数回測定するため、一度感光体を除電する必要がある。その結果、感光体を劣化させた後に測定した場合、感光体劣化直後の帯電特性とは異なる特性を計測してしまうという問題が生じることとなる。なお、この問題点に関する記載は無く、問題として認識されていないといえる。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１７】
本発明は、以上の従来技術における問題に鑑みてなされたものであり、感光体の回転数に影響されずに精度良く静電容量を算出可能な電子写真用感光体の特性評価方法及び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】
【００１８】
かかる目的を達成するため、本発明に係る電子写真用感光体の特性評価方法は、電子写真感光体である試料を帯電させる静電気帯電工程と、帯電後の試料の感光面を露光により除電させる除電工程と、試料の表面電位を検出する表面電位検出工程と、試料の電荷量の検出を行う電荷量検出工程と、表面電位および電荷量の検出結果に基づいて、試料の静電容量を算出する静電容量算出工程と、を有し、静電気帯電工程は、試料の回転周期における表面電位において所定の電位差が生じる帯電条件で試料を帯電させ、静電容量算出工程は、試料の任意の位置における該試料の回転周期における複数の表面電位と通過電流との関係に基づいて、静電容量を算出するようにしている。
【００１９】
また、本発明に係る電子写真用感光体の特性評価装置は、電子写真感光体である試料を帯電させる静電気帯電手段と、帯電後の試料の感光面を露光により除電させる除電手段と、試料の表面電位を検出する表面電位検出手段と、試料の電荷量の検出を行う電荷量検出手段と、表面電位および電荷量の検出結果に基づいて、試料の静電容量を算出する静電容量算出手段と、を有し、静電気帯電手段、試料の回転周期における表面電位において所定の電位差が生じる帯電条件で試料を帯電させ、静電容量算出手段は、試料の任意の位置における該試料の回転周期における複数の表面電位と通過電流との関係に基づいて、静電容量を算出するものである。
【発明の効果】
【００２０】
本発明によれば、感光体の回転数に影響されずに精度良く電子写真用感光体の静電容量を算出することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００２１】
【図１】本実施形態に係る電子写真用感光体の特性評価装置を示す概略正面図である。
【図２】図１に示す特性評価装置の概略側面図である。
【図３】静電容量算出時における電荷量と表面電位との関係を示すグラフである。
【図４】高速回転時および低速回転時における表面電位の推移を示すグラフである。
【図５】高速回転時および低速回転時における通過電流の推移を示すグラフである。
【図６】１８００ｒｐｍで測定した全測定データを利用して充電電荷量と表面電位の結果をプロットしたグラフである。
【図７】２００ｒｐｍで測定した全測定データを利用して充電電荷量と表面電位の結果をプロットしたグラフである。
【図８】１８００ｒｐｍで測定した結果から充電電荷量と表面電位の結果グラフ（Ｙ軸を２６分割してプロット）である。
【図９】２００ｒｐｍで測定した結果から充電電荷量と表面電位の結果グラフ（Ｙ軸を２６分割してプロット）である。
【図１０】静電容量算出方法の説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００２２】
以下、本発明に係る構成を図１から図１０に示す実施の形態に基づいて詳細に説明する。
【００２３】
なお、以下、「放電電流」という用語を用いるが、これは、帯電装置の放電条件を決めるための値であり、測定する感光体（試料）と同形状（直径・全長・肉厚が同じ）の素管（感光層を塗布していない）を放電させ、アルミ素管側に流れる電流のことを意味している。この放電電流によって帯電装置の出力を設定する。
【００２４】
（特性評価装置）
図１は本実施形態に係る電子写真感光体の特性評価装置（以下、特性評価装置）の構成を示す概略正面図、図２は図１に示す特性評価装置の概略側面図である。図１および図２を参照しながら特性評価装置を説明する。
【００２５】
図１に示すように、特性評価装置３０は、感光体ドラム１を露光する露光ランプ１１、感光体ドラム１の帯電前の電位を計測する表面電位計プローブ１７、帯電後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器６、コロナ帯電器６へ電圧を供給するための電源７、電源７のスイッチ１３、感光体ドラム１を除電する除電用光源８、露光ランプ１１を覆うランプボックス１０、露光した光を電子写真用感光体の照射面までガイドする露光ガイドボックス２、照度を調節する絞り１２を有している。
【００２６】
この特性評価装置３０では、感光体ドラム１はモータ１４によって回転する機構となっており、図１の矢印の方向に回転する。このとき、電源７から高電圧が出力され、コロナ帯電器６によって感光体ドラム１が帯電される。この帯電時に感光体ドラム１中を通過する電流（通過電流）は計測され、５の信号処理回路に送られる。なお、信号処理回路５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１６によってデジタル信号に変換されコントローラ１５に送られデジタル信号が演算処理される。
【００２７】
また、感光体ドラム１の表面電位は、表面電位計プローブ３，１７からモニター部である表面電位計４に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１６によって変換され、次にコントローラ１５に送られ演算処理される。コントローラ１５は、感光体ドラム１を回転させるモータ１４内のモータドライバ１４ａ（図示せず）に接続されている。モータドライバ１４ａ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も付加されているため、回転数制御と回転数の認識が可能である。
【００２８】
また、感光体１は、図２に示すように、両端にドラムチャック治具１９でドラムを保持され、感光体の主軸１８がドラムチャック治具１９の中心を通って支持されている。この主軸１８は、感光体１の左側に配置された面板２０ａと、右側に配置された面板２０ｂにより主軸１８が軸受けされる機構となっている。また、主軸１８は、モータ１４に繋がったベルト２１によって回転する機構となっており、図１の矢印方向に回転する。
【００２９】
また、感光体１を回転させる駆動手段としてのモータ１４のモータドライバ１４ａは、感光体１の回転数を出力する手段、感光体１の回転位置検出手段、感光体１の回転数を遠隔制御可能な手段等を備えており、感光体１の回転数制御、回転数の認識、設定した所望の角度（位置）で感光体１の回転を停止させることが可能である。また、所望の線速ｖで感光体１を回転させることが可能である。
【００３０】
感光体ドラム１の周りのユニットは、デジタルリレー出力によってＯＮ／ＯＦＦ制御されている。また、感光体ドラム１の露光後電位は、露光ランプ１１を使用することによって、測定することができ、感光体ドラム１の表面電位を取り除く場合は、除電用光源８を使用し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。
【００３１】
露光装置（露光ランプ１１）には、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に、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る。また、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。さらに、照度を調節するための絞り１２には、絞りを使わず照度調整可能な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。
【００３２】
なお、感光体ドラム１の表面を帯電処理するための帯電器６の電源回路の制御手段（図示せず）や、感光体ドラム１を光照射するための光源８の電源回路の制御手段（図示せず）等は、特に限られるものではなく、公知または新規のものを用いることができる。また、帯電器６としては、例えば、コロナ帯電器であるコロトロン帯電器やスコロトロン帯電器を使用することができる。
【００３３】
なお、特性評価装置３０は、光を透過しない暗箱、暗幕等で覆われて使用される。このようにしないと、評価時に外部環境（風、光、温度等をいう）の影響を受けて正確な特性評価が難しいからである。ただし、各コントローラ、信号処理回路等の感光体ドラム１の評価に直接影響の無い構成については、必ずしも暗箱あるいは暗幕で覆う必要はない。
【００３４】
また、被試験試料としての感光体ドラム１は、導電性支持体の上に電荷発生層、電荷輸送層が形成されたもの、更に電荷輸送層の上に保護層が形成されたもの等を使用できる。導電性支持体および電荷発生層、電荷輸送層は、特に限られるものではなく、公知または新規のものを用いることができる。
【００３５】
（静電容量算出方法）
次に本実施形態に係る特性評価装置３０による感光体ドラム１の静電容量算出方法（特性評価方法）について説明する。感光体１の静電容量は、表面電位と通過電流との関係に基づいて算出される。具体的には、下記式（１）を用いて、通過電流Ｉから電荷量Ｑを算出する。
Ｑ＝Ｉ／（Ｗ・ｖｐ） ・・・（１）
ここで、Ｑは電荷［Ｃ／ｍｍ２］を示し、Ｉは通過電流［Ａ］を示し、Ｗは帯電装置の実行帯電幅［ｍｍ］を示し、ｖｐ［ｍｍ／ｓ］は感光体の線速（回転速度）を示す。
【００３６】
また、感光体１周目の電荷量Ｑ１は、Ｑ１＝Ｉ１／（Ｗ×ｖｐ）であり（Ｉ１：１周目の任意の一点の電流）、感光体２周目以降の電荷量Ｑｎ（ｎ：回転数）は、Ｑｎ＝Ｉｎ／（Ｗ×ｖｐ）＋Ｑｎ−１（Ｉｎ：ｎ周目の任意の一点の電流、Ｑｎ−１：ｎ−１周目の電荷量）で電荷量を算出することができる。
【００３７】
このように算出された電荷量Ｑと表面電位Ｖに基づいて、下記式（２）より静電容量［Ｆ／ｍｍ２］を算出する。
Ｑ＝Ｃ・Ｖ ・・・（２）
ここで、Ｑは電荷量［Ｃ／ｍｍ２］を示し、Ｖは表面電位［Ｖ］を示し、Ｃは静電容量［Ｆ／ｍｍ２］を示す。
【００３８】
以上により、感光体１の静電容量を求めることができる。ここで、表面電位Ｖに関しては、測定前の初期表面電位Ｖ１を減算することにより、電荷量変化に相当する分の電位変化（測定前の感光体の履歴によって生じる特性変化）を考慮した形で、静電容量をより精度良く算出することが可能となるため、初期表面電位Ｖ１を減算することが好ましい。
【００３９】
また、表面電位計プローブ３，１７と帯電器６はドラム周方向の同じ位置にないため、表面電位Ｖと通過電流Ｉの関係は、レイアウト上のずれた角度分時間差が生じる。そのため、表面電位Ｖと通過電流Ｉの対応関係は、角度ずれ分の時間差を考慮して行うことが好ましい。
【００４０】
ここで、本実施形態に係る特性評価方法では、静電容量の算出をドラム周回時間毎に実施することにより、回転数に影響されること無く、感光体周方向の任意の位置（任意の１点）における静電容量を精度良く算出することが可能となる。
【００４１】
この場合、まず上記式（１）を用いて、ある位置での通過電流Iから電荷量Ｑを算出した後、ドラム周回時間毎の表面電位Ｖ及び電荷量Ｑを、図３に示すように、横軸に電荷量Ｑ、縦軸にＶを取ったグラフ上にプロットし、複数のプロット点を結んだ直線Ｌ２の傾きから静電容量を求める。ここで、静電容量を１つのプロットで結んだＬ１の傾きではなく、複数のプロットから算出したＬ２の傾きで求めることにより、高い精度で静電容量を求めることができる。
【００４２】
更に、静電容量の算出をドラム１の複数の位置で行うことにより、静電容量分布を求めることが可能となる。
【００４３】
また、ドラム周回毎の表面電位差に関しては、電位差が小さい場合静電容量算出の誤差が大きくなるため、１００Ｖ程度の電位差が１回でも生じる結果で算出することが好ましい。
【００４４】
更に、静電容量算出時の電荷量に関し、感光体２周目以降の電荷量は、１周前の電荷量を加算して算出することにより、到達した表面電位でのトータルの電荷量を考慮した形での静電容量算出が可能となるため、感光体２周目以降の電荷量は、１周前の電荷量を加算して算出することが好ましい。これにより、電荷量をより正確に算出することが可能となり、静電容量をより精度良く算出することが可能となる。
【００４５】
以上のように、本実施形態に係る特性評価方法によれば感光体の回転数に影響されずに周方向の任意のポイントにおいて、精度良く電子写真用感光体の静電容量を算出することが可能となる。
【００４６】
尚、上述の実施形態は本発明の好適な実施の例ではあるがこれに限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲において種々変形実施可能である。
【実施例】
【００４７】
（比較例１）
次に、図１及び図２の特性評価装置３０を使用し、ドラム直径１００ｍｍ、ドラム全長３６０ｍｍであって、リコーｉｍａｇｉｏＭＦ７０７０に搭載された感光体ドラムと同じ材料、処方構成の感光層を塗った感光体ドラム１を使用して特性評価を行った。
【００４８】
なお、帯電器６に接続されている高圧電源、表面電位計、表面電位計プローブ３，１７としては、ＴＲＥＫ社製の装置を使用した。また、帯電器６は内製したスコロトロン帯電器、除電器（除電用光源）５には波長６６０ｎｍのラインＬＥＤ、モータ１４にはオリエンタル社製モータ、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３０を使用した。なお、帯電装置６の設定放電電流は−１２７．３［ｎＡ／ｃｍ２］で実施。感光体ドラム１の回転数は１８００ｒｐｍと２００ｒｐｍの２水準で測定した。
【００４９】
感光体ドラム１の表面電位の推移結果を図４、通過電流の推移結果を図５に示す。また、静電容量を算出するためにプロットした充電電荷量（充電電荷量の算出方法は、図１０と同様の従来技術での算出方式で算出）と表面電位の対応関係の結果グラフ（Ｑ−Ｖカーブ）を図６（回転数：１８００ｒｐｍ、プロットしたポイントは全測定データの充電電荷量と表面電位対応関係をプロット）、回転数のみ２００ｒｐｍとして同様にプロットした結果グラフを図７に示す。なお、表面電位・通過電流サンプリング間隔は０．０１ｓｅｃ、静電容量算出方法は図１０に示す方法で実施した。
【００５０】
図４および図５に示す結果によれば、１８００ｒｐｍという高速回転で測定した場合は、表面電位・通過電流が徐々に変化する状況を確認できるが、２００ｒｐｍという低速回転で測定した場合には表面電位・通過電流とも１回転するまで放電状況は変化しないため、階段状に変化した結果となることが分かる。また、２００ｒｐｍでの測定結果は表面電位・通過電流とも応答性の問題から信号に遅れが生じていることも分かる。
【００５１】
また、図６に示す結果からは、１８００ｒｐｍという高速回転で静電容量を算出する場合は、充電電荷量と表面電位の結果グラフのどのポイントで回帰線を引いても同じような静電容量結果を算出することが可能であるといえるが、図７に示す結果からは、２００ｒｐｍという低速回転で静電容量を算出する場合は、回帰線を引くためのポイント選定が困難であることが分かる。さらに、図４および図５の結果からも分かるが、帯電装置と表面電位プローブは同じ位置に無いために、表面電位と通過電流が同時期に変化しない。そのため、静電容量算出時の表面電位と通過電流の対応関係を間違えると、正しい静電容量を算出できないことが分かる。
【００５２】
（比較例２）
また、比較例１と同様の特性評価装置３０を使用して感光体ドラム１の特性評価を行った。回転数１８００ｒｐｍで静電容量を算出した場合の充電電荷量と表面電位の結果グラフ（Ｑ−Ｖカーブ）を図８、回転数２００ｒｐｍで静電容量を算出した場合の充電電荷量と表面電位の結果グラフを図９に示す。なお、充電電荷量の算出方法は、図１０と同様の従来技術での算出方式で算出した。なお、グラフへのプロットは、Ｙ軸の表面電位を２６分割（−１２００Ｖを２６分割）した値に最も近い値のみをプロットしている。
【００５３】
図８の結果によれば、１８００ｒｐｍという高速回転で静電容量を算出した場合には、Ｙ軸の表面電位を２６分割した値に最も近い値のみをプロットしても、問題なく充電電荷量と表面電位の結果グラフから直線を引くことができ、静電容量を算出できたが、図９に示すように２００ｒｐｍという低速回転で、Ｙ軸の表面電位を２６分割した値に最も近い値のみをプロットし静電容量を算出する方法では、直線を引くことが困難であり、精度の良い静電容量算出は困難であることが分かる。
【００５４】
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、何等限定されるものではない。
【００５５】
（実施例１）
図１及び図２の特性評価装置３０を使用し、ドラム直径１００ｍｍ、ドラム全長３６０ｍｍであって、リコーｉｍａｇｉｏＭＦ７０７０に搭載された感光体ドラムと同じ材料、処方構成の感光層を塗った感光体ドラム１を使用して特性評価を行った。ここで、ドラム軸方向１８０ｍｍの位置（軸方向中央部）において、感光体周方向の４点（０°，９０°，１８０°，２７０°）での表面電位と通過電流結果から静電容量を算出した結果を表１に示す。尚、帯電開始から３周目分までのデータから静電容量を算出した。
【００５６】
なお、帯電器６に接続されている高圧電源、表面電位計、表面電位計プローブ３，１７としては、ＴＲＥＫ社製の装置を使用した。また、帯電器６は内製したスコロトロン帯電器、除電器（除電用光源）５には波長６６０ｎｍのラインＬＥＤ、モータ１４にはオリエンタル社製モータ、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３０を使用した。
【００５７】
なお、感光体ドラム１の回転数は２００ｒｐｍ、表面電位・通過電流サンプリング間隔を０．０１ｓｅｃ、帯電装置６の設定放電電流は−１２７．３［ｎＡ／ｃｍ２］で実施した。当該条件下での感光体回転数での電位差は、何れの感光体もドラム１周目と２周目の電位差が約１５０Ｖ、ドラム２周目と３周目の電位差が約１１０Ｖであった。また、静電容量算出方法は、上記実施形態での算出方法（上記式（１），（２）、図３に示す算出方法）とした。但し、静電容量算出時の全ての表面電位に関しては、初期表面電位を減算した値を使用し、且つ電荷量の計算には、１周前の電荷量を加算した値を電荷量として使用した。
【００５８】
【表１】
【００５９】
表１の結果によれば、サンプル２の測定位置１８０°の静電容量結果、サンプル４の測定位置０°の静電容量結果が他の測定位置と比較して、２％以上違いが生じる結果となっている。
【００６０】
次に、静電容量算出時に使用した全てのサンプルの各測定位置の膜厚を測定した結果を表２に示す（０°の位置を基準にした時の、膜厚差である）。なお、膜厚の測定には、渦電流式膜厚計（フィッシャー社製）を使用した。
【００６１】
【表２】
【００６２】
表２の結果によれば、サンプル２に関しては１８０°の位置で膜厚差が大きく、サンプル４に関しては、０°の位置で膜厚差が大きい結果を示している。この結果は、表１で比較した静電容量結果で違いが判明した結果と同じであった。
【００６３】
この結果、感光体の膜厚差などの異常に関しては、ドラム回転周期で電位差が生じる固定した帯電条件で帯電し、その結果生じる任意の１点におけるドラム回転周期の複数の表面電位と通過電流の関係から静電容量を算出することで確認が可能であることが分かる。また、複数の測定位置で静電容量を算出することで、静電容量分布を計測することも可能であることが分かる。実施例１により、感光体の特性を精度良く測定できることを確認できた。
【００６４】
（実施例２）
実施例１と同様に、同じ特性評価装置３０でサンプル１を使用し、同じ位置、同じタイミングで、且つ、静電容量算出方法は上記実施形態での算出方法（上記式（１），（２）、図３に示す算出方法）とした。但し、実施例２では、静電容量算出時の全ての表面電位は、初期表面電位を減算せず静電容量を算出した。静電容量算出時のＱ−Ｖカーブ（図３）でのＬ２直線のＶ＝０の時の電荷量のズレを算出した結果を表３に示す。
【００６５】
【表３】
【００６６】
表３の結果によれば、実施例１の方が電荷量のズレは小さいことがわかる。使用したサンプル１は、未使用感光体であり電荷量のズレはほぼ無い状態であるため、実施例１の方がゼロに近く、より感光体の特性を精度良く表していると考えられる。
【００６７】
以上より、静電容量算出時の全ての表面電位は、初期表面電位を減算して静電容量を算出した方（実施例１の方）が、電荷量変化に相当する分の電位変化を考慮した形での静電容量算出が可能となり、さらに感光体の特性を精度良く測定できることを確認できた。
【符号の説明】
【００６８】
１ 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
４ 表面電位計
５ 信号処理回路
６ コロナ帯電器
７ 電源
８ 除電用光源
９ 信号処理回路
１０ ランプボックス
１１ 露光ランプ
１２ 絞り
１３ 電源スイッチ
１４ モータ
１５ コントローラ
１６ Ａ／Ｄ変換器
１７ 表面電位計プローブ
１８ 主軸
１９ ドラムチャック治具
２０ａ，２０ｂ 面板
２１ ベルト
３０ 特性評価装置
【先行技術文献】
【特許文献】
【００６９】
【特許文献１】特開平１０−２８２０５７号公報
【特許文献２】特開２００３−２７９６０８号公報
【特許文献３】特開２００８−２１６７０４号公報
【特許文献４】特開２００６−２６７４４２号公報
【特許請求の範囲】
【請求項１】
電子写真感光体である試料を帯電させる静電気帯電工程と、
帯電後の前記試料の感光面を露光により除電させる除電工程と、
前記試料の表面電位を検出する表面電位検出工程と、
前記試料の電荷量の検出を行う電荷量検出工程と、
表面電位および電荷量の検出結果に基づいて、前記試料の静電容量を算出する静電容量算出工程と、を有し、
前記静電気帯電工程は、前記試料の回転周期における表面電位において所定の電位差が生じる帯電条件で前記試料を帯電させ、
前記静電容量算出工程は、前記試料の任意の位置における該試料の回転周期における複数の表面電位と通過電流との関係に基づいて、静電容量を算出することを特徴とする電子写真用感光体の特性評価方法。
【請求項２】
前記静電容量算出工程は、静電容量の算出に使用する全ての表面電位について、測定前の初期表面電位を減算することを特徴とする請求項１に記載の電子写真用感光体の特性評価方法。
【請求項３】
前記静電容量算出工程は、静電容量の算出に使用する電荷量について、前記試料の２周目以降の電荷量を、１周前の電荷量を加算して算出することを特徴とする請求項１または２に記載の電子写真用感光体の特性評価方法。
【請求項４】
電子写真感光体である試料を帯電させる静電気帯電手段と、
帯電後の前記試料の感光面を露光により除電させる除電手段と、
前記試料の表面電位を検出する表面電位検出手段と、
前記試料の電荷量の検出を行う電荷量検出手段と、
表面電位および電荷量の検出結果に基づいて、前記試料の静電容量を算出する静電容量算出手段と、を有し、
前記静電気帯電手段、前記試料の回転周期における表面電位において所定の電位差が生じる帯電条件で前記試料を帯電させ、
前記静電容量算出手段は、前記試料の任意の位置における該試料の回転周期における複数の表面電位と通過電流との関係に基づいて、静電容量を算出することを特徴とする電子写真用感光体の特性評価装置。
【請求項１】
電子写真感光体である試料を帯電させる静電気帯電工程と、
帯電後の前記試料の感光面を露光により除電させる除電工程と、
前記試料の表面電位を検出する表面電位検出工程と、
前記試料の電荷量の検出を行う電荷量検出工程と、
表面電位および電荷量の検出結果に基づいて、前記試料の静電容量を算出する静電容量算出工程と、を有し、
前記静電気帯電工程は、前記試料の回転周期における表面電位において所定の電位差が生じる帯電条件で前記試料を帯電させ、
前記静電容量算出工程は、前記試料の任意の位置における該試料の回転周期における複数の表面電位と通過電流との関係に基づいて、静電容量を算出することを特徴とする電子写真用感光体の特性評価方法。
【請求項２】
前記静電容量算出工程は、静電容量の算出に使用する全ての表面電位について、測定前の初期表面電位を減算することを特徴とする請求項１に記載の電子写真用感光体の特性評価方法。
【請求項３】
前記静電容量算出工程は、静電容量の算出に使用する電荷量について、前記試料の２周目以降の電荷量を、１周前の電荷量を加算して算出することを特徴とする請求項１または２に記載の電子写真用感光体の特性評価方法。
【請求項４】
電子写真感光体である試料を帯電させる静電気帯電手段と、
帯電後の前記試料の感光面を露光により除電させる除電手段と、
前記試料の表面電位を検出する表面電位検出手段と、
前記試料の電荷量の検出を行う電荷量検出手段と、
表面電位および電荷量の検出結果に基づいて、前記試料の静電容量を算出する静電容量算出手段と、を有し、
前記静電気帯電手段、前記試料の回転周期における表面電位において所定の電位差が生じる帯電条件で前記試料を帯電させ、
前記静電容量算出手段は、前記試料の任意の位置における該試料の回転周期における複数の表面電位と通過電流との関係に基づいて、静電容量を算出することを特徴とする電子写真用感光体の特性評価装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【公開番号】特開２０１３−６４９０９（Ｐ２０１３−６４９０９Ａ）
【公開日】平成２５年４月１１日（２０１３．４．１１）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−２０４１７６（Ｐ２０１１−２０４１７６）
【出願日】平成２３年９月２０日（２０１１．９．２０）
【出願人】（０００００６７４７）株式会社リコー (37,907)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２５年４月１１日（２０１３．４．１１）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年９月２０日（２０１１．９．２０）
【出願人】（０００００６７４７）株式会社リコー (37,907)
【Ｆターム（参考）】
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