電子写真装置
【課題】画像形成装置の異常や周辺環境の急激な変化によって電子写真感光体表面に発生する酸化ケイ素膜について、軽微なレベルでも検知可能で、その処理を施すことができる電子写真装置を提供することを目的としている。
【解決手段】反射光を計測する光学センサを設け、膜厚を演算する手段として、反射光を反射率に変換する手段、通紙枚数に対応する基準の反射率を予め算出し設定する手段、該基準の反射率と計測された反射率から電子写真感光体の表面層の表面に形成された酸化ケイ素膜の膜厚を演算する手段を具備し、該膜厚を演算する手段を用いて算出された酸化ケイ素膜の膜厚の結果に基づいて、該酸化ケイ素膜に係る処理を行う処理手段を有する電子写真装置。
【解決手段】反射光を計測する光学センサを設け、膜厚を演算する手段として、反射光を反射率に変換する手段、通紙枚数に対応する基準の反射率を予め算出し設定する手段、該基準の反射率と計測された反射率から電子写真感光体の表面層の表面に形成された酸化ケイ素膜の膜厚を演算する手段を具備し、該膜厚を演算する手段を用いて算出された酸化ケイ素膜の膜厚の結果に基づいて、該酸化ケイ素膜に係る処理を行う処理手段を有する電子写真装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電子写真感光体のフィルミングと呼ばれる現象の中でも、ケイ素化合物で形成された表面層が変質し酸化ケイ素膜が生成される現象の評価、判定及び判定に基づく処理を行う電子写真装置に関するものである。
なお、本発明において、「酸化ケイ素膜が生成される現象の評価」には、酸化ケイ素膜生成の検知、酸化ケイ素膜の膜厚の演算が含まれる。
【背景技術】
【０００２】
電子写真方式による画像形成装置は、繰り返し画像形成を行うことで、画像流れ、濃度薄、黒ポチ、白ポチに代表される画像不良が発生する場合がある。
これらの画像不良の原因は様々であるが、電子写真感光体に着目した場合には、電子写真感光体の表面に原因があることが多い。
代表例の一つとしては、電子写真感光体の表面に画像形成に関係する物質が付着する現象がある。付着物の例としては、紙粉、トナー中に含まれる樹脂成分やワックス成分が挙げられる。
また、二つ目の代表例としては、トナー中に含まれるシリカ粒子や酸化チタン粒子が、電子写真感光体表面へ食い込む現象がある。
さらに、三つ目の代表例としては、電子写真感光体表面の表面層が変質する現象がある。表面層が変質する現象の例としては、画像形成装置の異常や周辺環境の急激な変化によって、電子写真形成装置内に発生するオゾンによる酸化や印加される電流電圧に起因する酸化、クリーニング不良による特異な摩耗、熱的な変質が挙げられる。
【０００３】
このような付着、食い込み、変質は一般的には区別されることなく、総じて「フィルミング現象」と言われている。
そして、このフィルミング現象によって画像不良が発生するために、電子写真感光体の交換やサービスマンによる回復作業が必要となっている。
このように、フィルミング現象はサービスマンによるメンテナンス無しで正常に稼動し続ける限界枚数であるＤｕｔｙＣｙｃｌｅを下げ、ランニングコストの上昇にもつながっている。
【０００４】
そのために、電子写真装置では、フィルミング現象を検知し、サービスマンによるメンテナンス無しでフィルミング現象を回復させ、画像不良の発生を抑制する方法がいくつか提案されている。
そして、特に一般的に提案されているのは、フィルミング現象の中でも、前述したトナー中に含まれる樹脂成分やワックス成分の付着によるフィルミング現象を検知する方法である。
提案される理由としては、トナー中に含まれる樹脂成分やワックス成分の付着によるフィルミング現象は、光学的な反射光や散乱光の変化が大きく、検知が容易なためである。
【０００５】
その検知手段の例としては、反射光や散乱光の変化が大きいことを利用して、トナー像又は転写紙を担持する担持体に光を照射し、反射される光量と基準とする光量を単純に比較する光学的方法が提案されている（特許文献１）。
そして、このような方法で検知されたフィルミングを除去する方法としては、次のようなものが提案されている。
例えば、フィルミング除去用の機構を備える方法、もともと電子写真感光体に接しているクリーニングブレードのような部材の摺擦力を変化させる方法が提案されている。また、トナー量を変化させる方法やフィルミング除去用の除去剤を加える方法も提案されている。
【特許文献１】特開平０５−２７３８９３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、このようなフィルミング検知方法の提案にも次のような課題がある。
それは、前述のようなトナー中に含まれる樹脂成分やワックス成分の付着のフィルミング現象と異なり、表面層の変質によって酸化ケイ素膜が生成されるフィルミング現象が発生した場合に、軽微な変質の検知や正しい検知ができないという課題である。
軽微な変質の検知ができない原因は、表面層の変質によって酸化ケイ素膜が生成されるフィルミング現象では、トナー中に含まれる樹脂成分やワックス成分の付着のフィルミング現象と比べて、光学的な光量の変化が小さいためである。
そのため、基準となる光量と単純に比較する検知方法では、通紙枚数に対応した摩耗に伴う反射光の変化と区別が難しく、厳しい判定基準を設けることが困難であり軽微な変質を検知できないことになる。
【０００７】
また、正しい検知ができない原因は、付着物のフィルミング現象では、付着物を除去した後の表面層の膜厚は変化しないが、表面層の変質によるフィルミング現象では、変質部分を除去した後は、表面層の膜厚が変化するためである。
そのため、表面層の変質によって酸化ケイ素膜が発生するフィルミング現象では、フィルミング部分を除去した後は、酸化ケイ素膜がない状態でも表面層の膜厚に基づいた基準となる光量とはじめからズレが発生するために正しい検知ができなくなる。
従って、本発明は、上述したように画像形成装置の異常や周辺環境の急激な変化によって発生する表面層の変質によって酸化ケイ素膜が生成されるフィルミング現象について、軽微な検知における課題を解決する方法を提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
この上記の目的は以下の構成及び方法の電子写真装置によって達成される。
本発明は、導電性基体の上に形成された光導電層と、光導電層の上にケイ素化合物で形成された表面層を、少なくとも含む電子写真感光体を有する電子写真装置であって、
少なくとも発光素子と受光素子とを含み、反射光を計測可能な光学センサと、受光素子が受け取った反射光の光量に対応する電気信号を反射率に換算する反射率変換部と、表面層の表面が酸化ケイ素膜に変質しない場合における通紙枚数に対応する基準の反射率を算出する基準反射率算出部と、基準の反射率と、反射率変換部によって換算された反射率とから表面層の表面の変質によって形成された酸化ケイ素膜の膜厚を演算する酸化ケイ素膜算出部と、酸化ケイ素膜算出部を用いて算出された酸化ケイ素膜の膜厚に基づいて、酸化ケイ素膜に係る処理を行う処理部と、を有することを特徴とする。
【０００９】
また、本発明は、電子写真感光体へ接する摺擦部材をさらに具備し、処理部が摺擦部材の摺擦力を制御することを第２の特徴とする。
また、本発明は、電子写真装置の状態を表示する表示器をさらに具備し、処理部が表示器に電子写真感光体の状態を示す信号を出力することを第３の特徴とする。
また、本発明は、複数の光学センサが電子写真感光体の長手方向に配置され、複数の摺擦部材が電子写真感光体の長手方向に配置され、処理部が複数の光学センサによって計測され算出された各計測位置での酸化ケイ素膜の膜厚に応じて、摺擦部材の摺擦力を変更する制御を行うことを第４の特徴とする。
また、本発明は、複数の光学センサが電子写真感光体の長手方向に配置され、処理部が表示器に、光学センサによって計測され算出された、各計測位置での酸化ケイ素膜の膜厚に応じた信号を出力することを第５の特徴とする。
また、本発明は、表面層がＳｉ、Ｃ、およびＨで構成されていることを第６の特徴とする。
【００１０】
また、ここでいう「通紙枚数に対応する基準の反射率」とは、現時点における電子写真感光体の状態から、正常な電子写真装置の状態と正常な環境で任意の枚数を印刷したと仮定する場合に、任意の枚数を印刷した後に予測される反射率である。
ここで任意の枚数を印刷した後の反射率を予測する理由は、電子写真プロセスでは印刷を繰り返すことで電子写真感光体の表面層の膜厚が変化するために反射率が変化するためである。
膜厚が変化するのは、プロセス中の例えば、帯電、感光、トナーによる現像、通紙、転写、除電、クリーンニングによって摩耗するためである。
電子写真感光体の表面層が摩耗する理由は、電子写真プロセスにおいて、クリーニングブレードや紙と電子写真感光体の表面層との間に存在するトナー粒子が、電子写真感光体が回転する際に研磨剤として作用するためである。
そして、このことから分かるように、電子写真感光体の回転数と電子写真感光体の摩耗量は、クリーンニングブレードの押し付け圧力やトナー量が正常な状態であれば大きく変動しない。
そのため、電子写真感光体の回転数と摩耗量はほぼ対応する、電子写真感光体の回転数とほぼ対応する通紙枚数にも摩耗量は対応する。
よって、正常な電子写真装置の状態と正常な環境で印刷が行われた場合にも、電子写真感光体は摩耗によって反射率は変化し、その際の電子写真感光体の摩耗量は通紙枚数にほぼ対応する。
このことから、電子写真感光体の正常な摩耗量に対応する反射率及び酸化ケイ素膜の膜厚を判断するための反射率である「基準となる反射率」には、任意の印刷枚数を印刷したと仮定した「通紙枚数に対応する基準となる反射率」を用いる。
【００１１】
そして、請求項１に記載の発明によれば、少なくとも発光素子と受光素子とから構成される反射光を計測する光学センサを設け、反射光を反射率に変換する反射率変換部を有することで、反射率を取得できる。
また、予め通紙枚数に対応する基準の反射率を算出し設定することにより、通紙に起因した表面層の摩耗による反射率と表面層膜厚が算出され、酸化ケイ素膜の有無を判定する基準となる。
そして、表面層の表面の変質によって形成された酸化ケイ素膜の膜厚を演算する酸化ケイ素膜算出部を有することにより、酸化ケイ素膜の膜厚が算出できる。
さらに、算出された酸化ケイ素膜の膜厚の結果に基づいて、酸化ケイ素膜に係る処理を行う処理部を有することにより、電子写真感光体を良好な状態に維持できる。
【００１２】
次に、請求項２に記載の発明によれば、摺擦部材を用いて、酸化ケイ素膜を除去する。このことにより、電子写真感光体の表面が酸化ケイ素膜に変質されていない状態になり、電子写真感光体の表面を良好な状態に維持できる。
また、請求項３に記載の発明によれば、電子写真装置の状態を表示する表示器により、電子写真感光体の情報を表示し、酸化ケイ素膜への対処を促すことで電子写真感光体を良好な状態にできる。
そして、請求項４および５に記載の発明によれば、複数の光学センサを具備することにより、局所的な酸化ケイ素膜の検知がとなり、画像形成装置の異常箇所の特定や酸化ケイ素膜の検知の精度を向上できる。
最後に、請求項６に記載の発明によれば、表面層がＳｉ、Ｃ、Ｈで構成された表面層であることにより、表面層と表面層以外の層で屈折率に差を設けることで、通紙枚数に対応する基準の反射率の算出や酸化ケイ素膜の膜厚の算出がより高精度に算出できる。
【発明の効果】
【００１３】
以上説明したように本発明の構成及び方法の電子写真装置により、画像形成装置の異常や周辺環境の急激な変化によって発生する酸化ケイ素膜の検知が精度良く行うことができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
次に、図を用いて本発明の実施の形態をさらに詳細に説明する。
図１（Ａ）及び図１（Ｂ）には、本発明の電子写真装置内の概略構成を示す。
図１（Ａ）は、酸化ケイ素膜に係る処理を行う処理手段として、摺擦部材を摺擦手段として酸化ケイ素膜を除去する。
図１（Ｂ）は、酸化ケイ素膜に係る処理を行う処理手段として、電子写真装置の状態を表示する表示手段により、電子写真感光体の情報を表示する。
そして、図１（Ａ）及び図１（Ｂ）に示すように、電子写真装置内には、測定対象となる表面層を持つ電子写真感光体１１０、発光素子１２１と受光素子１２２からなる光学センサ１２０、膜厚演算処理部１３０、処理部１４０が備えられている。電子写真感光体１１０の表面層はケイ素化合物で形成されている。
【００１５】
＜光学センサ＞
光学センサ１２０は、発光素子１２１と受光素子１２２とを含み、反射光を計測可能である。
発光素子１２１としては、例えばハロゲン光源、ニクロム光源のような一般的に用いられる光源を、測定対象となる表面層の吸収波長域に合わせて用いればよい。表面層による光の吸収が可視光領域で現れるようなものの場合には、可視光の光源としてよく利用されるハロゲン光源を用いればよい。また、可視光領域において透明な層の場合には、赤外線の光源としてよく利用されるニクロム光源を用いればよい。もちろん、他の光源を用いることも可能であり、測定対象となる表面層の吸収波長域に合わせて用いればよい。
受光素子１２２としては、例えば、ＣＣＤが用いられ、測定対象となる表面層の吸収波長域に合わせて光学フィルタを併用する。または、分光光度計を用いれば広範囲にわたる吸収波長域に合わせることができる。また、発光素子と受光素子が一体型の測定プローブのごとき光学センサを用いてもよい。
そして、光学センサを電子写真感光体の長手方向に複数具備して、該電子写真感光体の複数の位置で検知を行うようにしてもよい。
【００１６】
＜膜厚演算処理部＞
膜厚演算処理部１３０には、反射率変換部１３１、基準反射率算出部１３２、酸化ケイ素膜算出部１３３が含まれている。
膜厚演算処理を行う膜厚演算処理部１３０は、マイクロコンピュータ、膜厚演算プログラム、通紙枚数に対応した摩耗による表面層膜厚の予測データ、予め算出される基準の反射率データを含んでいる。
マイクロコンピュータには、例えば、ワンチップマイコンが用いられる。または、電子写真装置の制御に用いられているＣＰＵ（中央演算装置）を用いてもよい。マイクロコンピュータは、ＣＰＵ（中央演算装置）、ブートプログラムを記憶するＲＯＭ、各種処理結果を一時的に記憶するＲＡＭを含む。
【００１７】
反射率変換部１３１は、受光素子１２２が受け取った反射光の光量に対応する電気信号を反射率に換算する。換算する基準としては、例えば、アルミニウムのシリンダ表面における反射光の光量に対応する電気信号を基準として反射率に換算する。
基準反射率算出部１３２は、表面層の表面に酸化ケイ素膜が形成されない場合における通紙枚数に対応した摩耗による表面層膜厚の変化を記憶しておく。そして、特定の枚数毎に予め表面層膜厚から反射率を算出する。
また、表面層の表面の変質によって酸化ケイ素膜が生成された際に、酸化ケイ素膜に係る処理として摺擦手段による酸化ケイ素膜の除去を行った後には、表面層の膜厚が変化する。そのため基準の反射率を求める際は、表面層の膜厚に補正を加える必要がある。
酸化ケイ素膜算出部１３３では、実測された反射率（前記反射率変換部によって換算された反射率）と、基準反射率算出部１３２で算出された基準となる反射率から、表面層の表面の変質によって形成された酸化ケイ素膜の膜厚を算出する。算出する場合には、基準となる反射率を算出する際の表面層の膜厚を用いて演算を行う。
【００１８】
＜処理部＞
処理部１４０は、膜厚演算処理部１３０で算出された酸化ケイ素膜の膜厚に基づいて評価を行い、酸化ケイ素膜に係る処理を行う処理手段を制御する。
処理部１４０としては、例えば、ワンチップマイコンの如き電気信号を出力するポートを持ち、処理手段への信号を出力でき、評価及び判定の処理のための演算が可能なＣＰＵ（中央演算装置）を備えていればよい。
または、電子写真装置の制御に用いられているＣＰＵ（中央演算装置）や膜厚演算処理部のマイクロコンピュータを共用して用いてもよい。
処理手段としては、摺擦部材を用いた酸化ケイ素膜除去手段がある。例えば、図１（Ａ）に示すようなクリーニングブレード１４１を摺擦部材として、摺擦部材の摺擦力を制御する機構によって酸化ケイ素膜除去を行う処理手段がある。摺擦部材の材質としては、例えば、ポリウレタンを用いることができる。
【００１９】
また、摺擦力を制御するために摺擦部材を駆動させる動力１４２としては、例えば、モータを用いることができる。そして、摺擦部材の角度や摺擦部材の短軸方向の中心と電子写真感光体の表面との距離を変更することで電子写真感光体への摺擦部材の押し付け圧力を制御する。
また、別の処理手段としては、電子写真装置の状態を表示する方法がある。表示手段としては、例えば、図１（Ｂ）に示すようなＬＥＤライトによる状態表示器１４３や電子写真装置に具備されている液晶パネルがある。
さらに、他の処理手段としては、特定の信号を機器や人間に発信する方法がある。例えば、電子写真装置を制御しているＣＰＵ（中央演算装置）へ装置停止要求信号の発信やトナー供給量の調整要求信号の発信、画像形成パラメータの変更要求信号を発信してもよい。
また、サービスセンターにオンラインで信号を発信することで連絡を行ってもよい。
【００２０】
＜表面層＞
表面層は、例えば、シリコン原子を主成分として含む非単結晶堆積膜で、アモルファス水素化炭化ケイ素（以下、a−SiC：Ｈという）、アモルファス窒化ケイ素（以下、a−SiNという）が使用できる。また、炭化水素を主成分とする有機化合物にシリコン粒子を添加したものやシリコンゴムを用いても良い。
また、表面を保護する表面層として、厚さ方向に元素の構成比や密度を変化させた層を用いてもよい。
しかし、表面層が酸化ケイ素膜のみで形成される場合は、本発明には含まれない。
続いて、以上のように構成された電子写真装置で、酸化ケイ素膜の検知、膜厚の評価及び判定、酸化ケイ素膜に係る処理の動作について例を挙げて以下に説明する。
一連の流れについては、図２のフローチャートで示したように計測、演算、判定、処理が含まれる。
【００２１】
＜通紙枚数の取得＞
まず、電子写真装置の通紙枚数は不明で、電子写真感光体は未使用の状態から開始されるとするので、現時点における電子写真装置の通紙枚数Ｓrealの取得を行う（ステップＳ２０１）。
＜基準となる反射率を与える通紙枚数と摩耗量を設定＞
次に、計測された反射率と比較するための基準となる反射率を算出するための設定を行う。
基準となる反射率は、現在の通紙枚数Ｓrealから任意の通紙枚数ΔＳを印刷した後の通紙枚数Ssimに対して予測される反射率であるため、任意の通紙枚数ΔＳをSrealに追加した値をSsimとして設定する（ステップＳ２０２）。
そして、通紙枚数Ssimによって発生する表面層の摩耗量ΔＤを取得する（ステップＳ２０３）。
このとき任意の通紙枚数ΔSは、使用するマイクロコンピュータの演算処理時間がΔS枚の印刷時間より短くなるように設定すればよい。
【００２２】
＜基準となる反射率の演算＞
そして、通紙枚数Ssim及び表面層の摩耗量ΔＤから、基準となる反射率を算出するための演算を行う（ステップＳ２０４）。演算方法としては、例えば、フレネル係数を用いた方法や特性マトリクスを用いて算出することができる。
【００２３】
例として、フレネル係数を用いて演算する場合は、図３のフローチャートのような手順で行う。
まず１番目のステップとして、入射媒質の層を加えてｊ個の層で電子写真感光体を構成しているｊ層の解析モデルとし、基板側から各層について、L(1)、L(2)、L(3)・・・L(ｉ−1)、L(ｉ)、L(ｉ+1)・・・L(ｊ)層とする。同様に各層の屈折率N(１)、N(２)、N(３)・・N(ｉ−１)、N(ｉ)、N(ｉ+1)・・・Ｎ(ｊ)として設定する（ステップＳ３０１）。また、同様に各層の膜厚をD(１)、D(２)、D(３)・・・・Ｄ（ｊ）及び消衰係数K(１)、K(２)、K(３)・・・Ｋ（ｊ）を設定する（ステップＳ３０１）。
【００２４】
２番目のステップとしては、Ｌ（ｊ）層は入射媒質の層とし、Ｌ（ｊ−１）層については、表面層の膜厚から摩耗量ΔＤを差し引いた膜厚を設定する（ステップＳ３０２）。
３番目のステップとしては、対象とする反射率の波長範囲について、はじめに演算する波長λＳを演算する波長λとして設定する（ステップＳ３０３）。複数の波長で反射率を算出する方法としては、対象の波長領域において、任意の波長間隔Δλとし、開始の波長と終了の波長をそれぞれλＳとλＥとして演算すればよい。
４番目のステップは、はじめに変数ｉを１と設定して（ステップＳ３０４）、前述の２番目及び３番目のステップで設定された屈折及び消衰係数、式（１）〜式（６）を用いて、A１(１)、A2（１）、B1（１）、B2（１）、C2（１）、C2（１）の計算を行う（ステップＳ３０５）。
【００２５】
【数１】
【数２】
【数３】
【数４】
【数５】
【数６】
【００２６】
５番目のステップとしては、４番目のステップと同様に、ｊ層までの各層における反射率の複素屈折率の位相変化を表すδ（ｉ）とγ（ｉ）について算出する。算出には屈折率N(ｉ)、消衰係数K(ｉ)、膜厚Ｄ(ｉ)及び演算する波長λ、式（７）および（８）を用いて計算して算出する（ステップＳ３０６）。
【００２７】
【数７】
【数８】
【００２８】
その後は、変数ｉをｉ＝２、３・・・ｊと順次更新しながら（ステップＳ３０７）、ｉ+1がｊ以上と判定されるまで（ステップＳ３０８）、計算Ｓ３０５、Ｓ３０６を繰り返し行う。
その後、変数ｉを１と設定する（ステップＳ３０９）。
【００２９】
６番目のステップとしては、図４に示すような、基板に接するＬ（１）層の反射波のフレネル係数ρ（１）を式（９）とする。そして、Ｌ（１）層の上下面による多重繰り返し反射を考慮したＬ（２）層のフレネル係数ρ’（２）を式（１０）として計算を行う（ステップＳ３１０）。
【００３０】
【数９】
【数１０】
【００３１】
このとき式（１０）内の変数Ｘ（２）、Ｙ（２）、Ｖ（２）、Ｗ（２）は、式（１１）から式（１４）及びA１(２)、A2（２）、B1（２）、B2（２）、Ｘ（１）、Ｙ（１）、Ｖ（１）、Ｗ（１）、δ（１）、γ（１）の値を用いて算出する（ステップＳ３１１）。
【００３２】
【数１１】
【数１２】
【数１３】
【数１４】
【００３３】
そして、その後は、図５に示すような関係であるために、ｉをｉ＝２、３・・・ｊと順次更新しながら（ステップＳ３１２）、ｉ+1がｊ以上と判定されるまで（ステップＳ３１３）、同様の操作をｉ+1がｊになるまで繰り返し行う。
操作としては、Ｘ（ｉ＋１）、Ｙ（ｉ+1）、Ｖ（ｉ+1）、Ｗ（ｉ+1）について、Ａ１（ｉ＋１）、Ａ２（ｉ+1）、Ｂ１（ｉ+1）、Ｂ２（ｉ+1）、δ（ｉ）、γ（ｉ）及び式（１５）から式（１８）を用いて算出する操作を繰り返す（ステップＳ３１１）。
【００３４】
【数１５】
【数１６】
【数１７】
【数１８】
【００３５】
その結果、最終的には入射媒質における反射率を得るためのＬ（ｊ）層のＸ（ｊ）、Ｙ（ｊ）、Ｖ（ｊ）、Ｗ（ｊ）が算出される。
【００３６】
８番目のステップとしては、Ｘ（ｊ）、Ｙ（ｊ）、Ｖ（ｊ）、Ｗ（ｊ）及び式（１９）、式（２０）を用いて、反射率Ｒ（λ）及び反射の位相変化φr（λ）の算出を行う（ステップＳ３１４）。そして、設定した波長λ毎の反射率Ｒ（λ）及び反射の位相変化φr（λ）のデータ保存を行う（ステップＳ３１５）。
【００３７】
【数１９】
【数２０】
【００３８】
最後の９番目のステップとしては、演算する波長λが、対象とする波長範囲の終了波長λＥであるかの判定を行う（ステップＳ３１６）。そして、終了波長λＥでなければ演算する波長λを変更する。任意の波長間隔Δλで演算する場合は、現在の波長λにΔλを加算し波長λを更新して設定する（ステップＳ３１７）。
そして、新たに設定された波長λにおいて、２番目から９番目のステップの操作を同様に行い、反射率Ｒ（λ）及び反射の位相変化φr（λ）を算出する。
以上の操作を対象とする波長範囲で繰り返し行い、基準となる反射率Ｒｓｉｍを取得する（ステップＳ３１８）。
【００３９】
＜計測＞
次に、反射光の測定を行う（ステップＳ２０５）。発光素子からの光を電子写真感光体の表面へ垂直に照射して、反射光を受光素子により受光する。
【００４０】
＜計測された反射光を換算して反射率Ｒｒｅａｌを取得＞
そして、受光された反射光量を膜厚演算処理部の反射率変換部で、予め記憶させておいたアルミニウムシリンダ表面の反射光量を基準として反射率に換算し、計測された反射率Ｒｒｅａｌを取得する（ステップＳ２０６）。
【００４１】
＜基準となる反射率Ｒｓｉｍと計測された反射率Ｒｒｅａｌの比較検討＞
このようにして得られた、基準となる反射率Ｒｓｉｍと計測された反射率Ｒｒｅａｌの差分について、任意に設けた閾値ΔRと比較を行う（ステップＳ２０７）。
また、対象の波長領域が広い場合は、各波長で基準となる反射率Ｒｓｉｍと計測された反射率Ｒｒｅａｌの反射率の差分をとり、対象の波長領域すべての差分を足し合わせた値を任意に設けた閾値ΔRと比較を行ってもよいし、特定の波長だけ比較してもよい。
そして、閾値ΔRより小さい場合は、現在の通紙枚数Ｓｒｅａｌを取得しながら（ステップＳ２０８）、印刷を続ける。印刷は、Ｓｒｅａｌが基準となる反射率Ｒｓｉｍを算出した通紙枚数Ｓｓｉｍと比較して（ステップＳ２０９）、等しくなるまでは計測Ｓ２０５及び反射率変換Ｓ２０６、比較検討Ｓ２０７を続ける。
現在の通紙枚数Ｓｒｅａｌが基準となる反射率Ｒｓｉｍを算出した通紙枚数Ｓｓｉｍと等しくなった場合は、基準となる反射率Ｒｓｉｍを更新する。
一方、計測された反射率Ｒrealと基準となる反射率Ｒｓｉｍとの差分が、閾値ΔRより大きい場合には、膜厚演算処理部の酸化ケイ素膜算出部において酸化ケイ素膜の膜厚の演算を行う（ステップＳ２１０）。
【００４２】
＜酸化ケイ素膜の膜厚算出＞
表面層の表面の変質によって形成された酸化ケイ素膜の膜厚の演算については、図６のフローチャートのような手順で演算を行う。
まず、１番目のステップとして、基準となる反射率Ｒｓｉｍの演算Ｓ２０４で使用したｊ層の解析モデルに酸化ケイ素膜の層を加えて、（ｊ＋１）層の解析モデルに変更する。
この際、酸化ケイ素膜を加えた（ｊ+1）層で反射率を演算する場合には、入射媒体の層をL（ｊ+1）として、入射媒体の膜厚屈折率をＤ(ｊ＋１)に屈折率をN(ｊ＋１)に、消衰係数をK（ｊ＋１）に再設定する（ステップＳ６０１）。
また、酸化ケイ素膜の層をL（ｊ）として、酸化ケイ素膜の屈折率をN(ｊ)、消衰係数をK（ｊ）に設定する（ステップＳ６０２）。
【００４３】
２番目のステップとしては、生成されたと仮定する酸化ケイ素膜の膜厚ＤｓｉｏをＬ(ｊ)層のD（ｊ）に設定する（ステップＳ６０３）。
３番目のステップとしては、L（ｊ−１）層の膜厚D（ｊ−１）が酸化ケイ素膜の生成によって変化したと仮定して、L（ｊ−１）層の膜厚D（ｊ−１）を変更する（ステップＳ６０４）。
そして、４番目のステップとしては、基準となる反射率Rsimの演算の算出で行った演算手法により、酸化ケイ素膜を含んだ（ｊ+1）層の解析モデルで演算して反射率Ｒｓｉｍを取得する（ステップＳ６２０）。
【００４４】
演算の流れとしては、基準となる反射率を演算する流れと同様であるが、まず波長λの設定をし（ステップＳ６０５）、変数ｉに１を設定する（ステップＳ６０６）。次に、変数（ｉ+1）が（ｊ＋１）になるまで変数ｉを順次変化させて、各々（ｊ＋１）個のA１(ｉ)、A2（ｉ）、B1（ｉ）、B2（ｉ）、C2（ｉ）、C2（ｉ）を算出する（ステップＳ６０７）。同様に、δ（ｉ）とγ（ｉ）を算出する（ステップＳ６０８）。変数ｉに１を設定して（ステップＳ６１１）、フレネル係数ρ’（２）を算出する（ステップＳ６１２）。その後は、変数（ｉ+1）が（ｊ＋１）になるまで変数ｉを順次変化させて、Ｘ（ｉ＋１）、Ｙ（ｉ+1）、Ｖ（ｉ+1）、Ｗ（ｉ+1）を演算する（ステップＳ６１４）。
最終的には入射媒質における反射率を得るためのＬ（ｊ＋１）層のＸ（ｊ＋１）、Ｙ（ｊ＋１）、Ｖ（ｊ＋１）、Ｗ（ｊ＋１）が算出され、反射率Ｒ（λ）及び反射の位相変化φr（λ）の算出を行う（ステップＳ６１６）。そして、対象の波長領域で同様の操作を繰り返して、酸化ケイ素膜を含んだ層構成での反射率Ｒｓｉｍを取得する（ステップＳ６２０）。
【００４５】
５番目のステップとしては、酸化ケイ素膜を含んだ層構成での反射率Ｒｓｉｍと計測された反射率Ｒｒｅａｌの差分について絶対値を取り、任意の閾値ΔRと比較する（ステップＳ６２１）。
得られた差分が、任意の閾値ΔR以上の場合は、生成されたと仮定される酸化ケイ素膜の膜厚Ｄｓｉｏに任意の酸化ケイ素膜ΔＤｓｉｏを加算する（ステップＳ６２２）。そして、生成されたと仮定される酸化ケイ素膜の膜厚Ｄｓｉｏを更新して、再度反射率Ｒｓｉｍを演算し、再び差分の絶対値を検討する。
一方、酸化ケイ素膜を含んだ層構成での反射率Ｒｓｉｍと計測された反射率Ｒｒｅａｌの差分が、任意の閾値ΔR未満の場合は、繰り返しの演算を終了し、その時点での酸化ケイ素膜の膜厚Ｄｓｉｏを酸化ケイ素膜の膜厚として取得する（ステップＳ６２３）。
【００４６】
＜酸化ケイ素膜の評価＞
そして、酸化ケイ素膜の膜厚の演算（ステップＳ２１０）で得られた酸化ケイ素膜の膜厚は、膜厚に基づいて処理部で評価を行う（ステップＳ２１１）。
評価としては、光学センサが１つの場合は１箇所での膜厚に基き、処理の必要性や処理レベルについて評価を行う。また、光学センサを複数の位置で複数具備した場合には、位置による酸化ケイ素膜の膜厚の違いに基き、各位置での処理の必要性及び電子写真装置の状態について評価する。
この評価に基づいて、酸化ケイ素膜の除去の処理時間や摺擦部材における摺擦力を制御し、電子写真感光体の位置によって摺擦力を変えて処理を行う。
【００４７】
＜酸化ケイ素膜に関わる処理＞
そして、酸化ケイ素膜に関わる処理として、電子写真感光体の状態を表示する処理または酸化ケイ素膜を除去する処理を行う（ステップＳ２１２）。
【００４８】
＜表面層の膜厚及び摩耗量の補正＞
酸化ケイ素膜の除去の処理が終了した時点で、表面層の膜厚が変化するので、通紙枚数に対する摩耗量ΔＤを補正する（ステップＳ２１３）。補正する量としては、生成された酸化ケイ素膜の膜厚Ｄｓｉｏを摩耗量ΔＤに加算する。
以上のような基準となる反射率の算出、実際の反射率の計測、酸化ケイ素膜の膜厚の算出、酸化ケイ素膜の膜厚の評価及び制御と処理を繰り返し行いながら、画像形成を行っていく。
また、酸化ケイ素膜除去を行った結果及び算出された酸化ケイ素膜の膜厚分布をフィードバックし、その後の電子写真プロセスに関わる処理を行ってもよい。
例えば、前述したトナーによる磨耗を利用し、供給するトナー量を調整してもよい。または、摺擦力を処理中に変更する等のフィードバックをかけても良い。更には、処理に要した時間、摺擦力等のデータを次回の処理条件にフィードバックしても良い。
そして、酸化ケイ素膜が形成される原因や電子写真プロセスとの相関関係が特定される場合には、電子写真装置の設定において、例えば、帯電条件や露光条件、ドラムヒータ温度、空回転時間を自動で変更したり、設定変更を促す表示を行ったりしても良い。
【実施例】
【００４９】
以下、本発明を実施例により説明する。
また、本発明は、上述したように画像形成装置の異常や周辺環境の急激な変化によって発生する酸化ケイ素膜の検知および処理を目的としている。そのため、画像形成装置の異常や周辺環境の急激な変化がない状況では酸化ケイ素膜が検知されない。
従って、以下の方法で本発明の効果を確認した。
【００５０】
まず、図７に示した堆積膜形成装置を用い、堆積膜形成条件は表１に示した条件で、アルミ製の円筒状基体の表面に、図８に示した電荷注入阻止層８２０１および光導電層８２０２、表面層８３０１を堆積させて電子写真感光体を１５本作成した。
図７に示した堆積膜形成装置について説明すると、図７の装置は、大きく反応容器７１１０を有する堆積装置７１００、原料ガス供給装置７２００、および、反応容器７１１０内を減圧する為の排気装置（図示せず）から構成されている。
堆積装置７１００中の反応容器７１１０内にはアースに接続された導電性基体７１１２、導電性基体加熱用ヒーター７１１３、および、原料ガス導入管７１１４が設置され、さらにカソード電極７１１１には高周波マッチングボックス７１１５を介して高周波電源７１２０が接続されている。
原料ガス供給装置７２００は、ＳｉＨ4，ＣＨ4，ＮＯ，Ｂ2Ｈ6の原料ガスボンベ７２２１〜７２２５、バルブ７２３１〜７２３５、圧力調整器７２６１〜７２６５、流入バルブ７２４１〜７２４５、流出バルブ７２５１〜７２５５およびマスフローコントローラ７２１１〜７２１５から構成され、各原料ガスを封入したガスのボンベは補助バルブ７２６０を介して反応容器７１１０内の原料ガス導入管７１１４に接続されている。
次にこの装置を使った堆積膜の形成方法について説明する。まず、反応容器７１１０を固定しておき、あらかじめ脱脂洗浄した導電性基体７１１２を反応容器７１１０に受け台７１２３を介して設置する。次に、排気装置（図示せず）を運転し、反応容器７１１０内を排気する。真空計７１１９の表示を見ながら、反応容器７１１０内の圧力がたとえば１Ｐａ以下の所定の圧力になったところで、基体加熱用ヒーター７１１３に電力を供給し、導電性基体７１１２を例えば５０℃から３５０℃の所望の温度に加熱する。このとき、ガス供給装置７２００より、Ａｒ、Ｈｅ等の不活性ガスを反応容器７１１０に供給して、不活性ガス雰囲気中で加熱を行うこともできる。
次に、ガス供給装置７２００より堆積膜形成に用いるガスを反応容器７１１０に供給する。すなわち、必要に応じバルブ７２３１〜７２３５、流入バルブ７２４１〜７２４５、流出バルブ７２５１〜７２５５を開き、マスフローコントローラ７２１１〜７２１５に流量設定を行う。各マスフローコントローラの流量が安定したところで、真空計７１１９の表示を見ながらメインバルブ７１１８を操作し、反応容器７１１０内の圧力が所望の圧力になるように調整する。所望の圧力が得られたところで高周波電源７１２０より高周波電力を印加すると同時に高周波マッチングボックス７１１５を操作し、反応容器７１１０内にプラズマ放電を生起する。その後、速やかに高周波電力を所望の電力に調整し、堆積膜の形成を行う。
所定の堆積膜の形成が終わったところで、高周波電力の印加を停止し、バルブ７２３１〜７２３５、流入バルブ７２４１〜７２４５、流出バルブ７２５１〜７２５５、および補助バルブ７２６０を閉じ、原料ガスの供給を終えると同時に、メインバルブ７１１８を開き、反応容器７１１０内を１Ｐａ以下の圧力まで排気する。
以上の方法で、堆積層の形成を行った。
また、作成した堆積膜の各層については、予め単膜で作成した膜を高速分光エリプソメーター（Ｊ．Ａ．Ｗｏｏｌｌａｍ社製、Ｍ２０００Ｕ）を用いて、屈折率、消衰係数、膜厚の値を求めておいた。各値は表１には示す。
その際の測定条件は、測定波長２４５〜１０００ｎｍ、入射角５５°、６０°、及び６５°で測定し、その測定値をもとに算出した。
作成した１５本の電子写真感光体の表面層ついて、作成後に、研磨機を用いて１００Å削った電子写真感光体を５本、５００Å削った電子写真感光体を５本、１０００Å削った電子写真感光体を５本ずつ作成した。
作成した各５本計１５本については、それぞれ電子写真感光体の長手方向に４ｃｍ間隔で５点、４００ｎｍから７５０ｎｍまでの波長領域で反射率を計測して反射波形を取得した。
【００５１】
【表１】
【００５２】
次に、表面層８３０１の表面に、図９に示したスパッタリング装置を用いて、異なる膜厚で酸化ケイ素膜を堆積させた。
図９に示したスパッタリング装置を使用した堆積膜形成の方法について以下に説明する。まず、反応容器９１０１内に酸化ケイ素膜の形成に必要なケイ素を含有するターゲット９６１１、９７１１をセットした後、バルブ９５０２を開いて排気装置により反応容器９１０１内部を排気しておく。同時に酸化ケイ素膜を堆積させる基体９１００を扉９１０６よりロードロック室９１０３内にセットする。次に扉９１０６を閉じ、バルブ９５０１を開いてロードロック室９１０３内部を排気する。
反応容器９１０１、ロードロック室９１０３内部がともに十分な真空度、例えば０．１Ｐａ以下になったところで、バルブ９５０５を開き、移送ハンド等（図示せず）で基体９１００を反応容器９１０１内に設置する。
その後、移送ハンド等（図示せず）をロードロック室９１０３内に戻し、ゲートバルブ９５０５を閉じる。
次にスパッタガス及び反応性ガス等を、それぞれバルブ９５１３、９５２３、９５３３、９５４３を開いて、供給手段９４００より反応容器９１０１内に供給する。反応容器９１０１に接続された真空計９１０２により、所定の圧力になったところで電源９６６２、９７７２より電力を印加してグロー放電を発生させる。
この際、回転軸９１０７をモータ９１０８により回転させることで、基体９１００の周方向に均一に堆積膜を得ることができる。
所定の堆積膜が形成されたところで、電源９６６２、９７７２よりの電力の供給を止め、堆積膜の形成を終える。
同時にバルブ９５１３、９５２３、９５３３、９５４３を閉じ、反応性ガス、スパッタガス等の供給を終え、いったん反応容器９１０１内を例えば０．１Ｐａ以下の圧力まで排気し、ゲートバルブ９５０５を開いて基体９１００をロードロック室９１０３に引き上げ、ゲートバルブ９５０５を閉じる。
ゲートバルブ９５０５が閉じたことを確認した後、バルブ９５０７を開き、ロードロック室９１０３内を大気圧とし、扉９１０６を開いて、基体９１００を取り出し、酸化ケイ素膜の形成を終える。以上の方法で、酸化ケイ素膜層の形成を行った。
また、このとき、１００Å削った電子写真感光体５本には１００Åの酸化ケイ素膜を堆積させ、５００Å削った電子写真感光体５本には５００Åの酸化ケイ素膜を堆積させ、１０００Å削った電子写真感光体５本には１０００Åの酸化ケイ素膜を堆積させた。
また、堆積させた酸化ケイ素膜についても、他の層と同様に、基板上に単膜で堆積させて分光エリプソメトリーを用いて屈折率、消衰係数を求めた。値は表２に示す。
【００５３】
【表２】
【００５４】
そして、酸化ケイ素膜を異なる膜厚で堆積させた１５本について、それぞれ電子写真感光体の長手方向に４ｃｍ間隔で５点、４００ｎｍから７５０ｎｍまでの波長領域で反射率を計測し反射波形を取得した。
図１０に酸化ケイ素膜の膜厚が１００Å、５００Å、１０００Åの各々の反射波形を示す。
そして、図１０から明らかなように、１００Åと５００Åにおける膜厚と反射率の関係と、５００Åと１０００Åにおける膜厚と反射率の関係では、酸化ケイ素膜の膜厚と反射率の関係が異なる。
膜厚を１００Å、５００Å、１０００Åと厚くした場合、反射率については、１００Åから５００Åでは反射率が低下するが、５００Åから１０００Åでは全体的に反射率が上昇する傾向にある。
以上のように作成した電子写真感光体について、それぞれ１００Å、５００Å、１０００Åの酸化膜ケイ素膜が発生した状態の電子写真感光体と仮定した。
【００５５】
＜実施例１＞
実施例１では、図１（Ａ）に示すように、酸化ケイ素膜を検知できるように光学センサを電子写真感光体の長手方向の中間位置に設置し、クリーニングブレードの摺擦力を制御できるようにキヤノン株式会社製複写機iＲ6000（商品名）を改造した。
光学センサは１個で、受光素子として分光光度計を用い、反射率を算出する対象の波長領域を４００ｎｍから７５０ｎｍまでとして検知及び膜厚の算出を実施した。
このとき、前述した膜厚が１００Å及び５００Å、１０００Åの酸化ケイ素膜が堆積した電子写真感光体を用いて検知及び膜厚の算出を実施した。
そして、処理として酸化ケイ素膜の除去を行う際、１００枚の印刷で１Å摩耗するようにクリーニングブレード１４１の摺擦力を制御した。
摺擦力の制御は、制御用モータ１４２を用いて、クリーニングブレード１４１を電子写真感光体１１０に押しつける圧力を調節することで行った。
このようにして、酸化ケイ素膜の除去が完了する枚数まで摺擦力を制御した。
【００５６】
評価としては、処理後の電子写真感光体の酸化ケイ素膜が摺擦手段によって除去されたことを確認するために、酸化膜ケイ素膜の除去後に電子写真感光体を取り出し、酸化膜ケイ素膜を堆積させる前に計測した位置５点で反射率を計測し、堆積前との比較を行った。
比較においては、まず酸化膜ケイ素膜を堆積させる前に測定した基準の反射スペクトルをΨＡ、処理後の反射スペクトルをΨＢとした。
また、Ｎｐは対象の波長領域４００nmから７５０nmまでで反射率の値を取得した波長の個数とした。また、Ｒａ（λ）は酸化ケイ素膜を堆積させる前に測定した基準の反射率で波長がλのときの値、Ｒｂ（λ）は酸化ケイ素膜への処理を行った後に測定した反射率で波長がλのときの値とした。
【００５７】
次に、反射スペクトルΨＡ及び反射スペクトルΨＢについて、式（２１）にあるように、それぞれのスペクトルからＮｐ個の波長位置で反射率Ｒａ（λ）とＲｂ（λ）を取り出し、Ｒａ（λ）とＲｂ（λ）の差分の絶対値を算出した。そして、Ｒａ（λ）で割った値を波長領域全体で足し合わせて、反射率を取得したポイント数Ｎｐで割ったものをΔＲａｖｅ.とした。
【００５８】
【数２１】
【００５９】
ΔＲａｖｅ.が、小さいほど酸化膜ケイ素膜を堆積させる前に測定した基準の反射スペクトルΨＡに近いことになる。
本実施例では、１nm間隔で４００nmから７５０nmまでの反射率を取得したので、データ点数であるＮｐは、３５１個となった。
そして、５点ある計測位置をＮｏ．１〜Ｎｏ．５として、それぞれ指標ΔＲａｖｅ.を求め、５点での平均も算出した。
また、基準として酸化ケイ素膜を除去する前のΔＲａｖｅ.及び５点での平均も算出した。
その結果は、表３に示す。
【００６０】
＜実施例２＞
実施例２では、キヤノン株式会社製複写機iＲ6000（商品名）を、図１１に示すように電子写真感光体１１００１の長手方向に、光学センサ１１０１１〜１１０１５を配置するように改造した。
また、クリーニングブレード１１０３０を摺擦部材として、電子写真感光体１１００１の長手方向で摺擦力を制御できるように制御モータ１１０２１〜１１０２５を具備した。
そして、複数の光学センサ１１０１１〜１１０１５によって計測され算出された、各計測位置での酸化ケイ素膜の膜厚に応じて、クリーニングブレード１１０３０の摺擦力を変更する制御を行った。
この際、予め制御モータ１１０２１〜１１０２５の各点における駆動量とクリーニングブレード１１０３０の各点における電子写真感光体１１００１との摺擦力の関係を実験で確認しておいた。
そして、堆積された酸化ケイ素膜の膜厚分布に対して、酸化ケイ素膜除去後に酸化ケイ素膜を堆積する前の下地となった表面層の膜厚分布に極力適するように制御を行った。
そして、実施例１と同様に反射率を算出する対象の波長領域を４００ｎｍから７５０ｎｍまでとして検知及び膜厚の算出を実施した。
このとき、実施例１と同様に、前述した膜厚が１００Å及び５００Å、１０００Åの酸化ケイ素膜が堆積した電子写真感光体を用いて検知及び膜厚の算出を実施した。
評価も実施例１と同様に行った。
その結果は表３に示す。
【００６１】
【表３】
【００６２】
表３によれば、指標であるΔＲａｖｅ.が小さくなり酸化ケイ素膜を堆積させる前の反射スペクトルΨＡに近づいていることから、本発明では、膜厚が１００Åの軽微な変質も高精度で検知できることが判明した。
そして、同様に表３によれば、酸化ケイ素膜が異なる膜厚１００Å、５００Å、１０００Åで堆積させたどの場合でも、除去前のΔＲａｖｅ.より小さくなっている。よって、１００Åから１０００Åまでのどの膜厚でも検知及び除去が適切に行われていることが判明した。
また、このことから前述した酸化ケイ素膜の膜厚と反射率の関係が異なる場合においても、本発明では正確に膜厚を検知できることが判明した。
さらに、同じ酸化ケイ素膜の膜厚において、最大値と最小値の差が実施例１より実施例２で小さくなっていることから、複数の光学センサで検知して処理を制御することによって、電子写真感光体の長手方向の各位置で適切に除去が行われたことが判明した。
【００６３】
＜実施例３＞
実施例３では、図１（Ｂ）にあるように、酸化ケイ素膜を検知できるように光学センサを電子写真感光体の長手方向の中間位置に設置し、酸化ケイ素膜の検知及び膜厚の結果を液晶パネルに表示できるようにキヤノン株式会社製複写機iＲ6000（商品名）を改造した。
このとき、実施例１と同様に、光学センサには分光光度計を１個用い、反射率を算出する対象の波長領域を４００ｎｍから７５０ｎｍまでとして、酸化ケイ素膜の検知及び膜厚の算出を実施した。
このとき、前述した酸化ケイ素膜の膜厚がそれぞれ１００Å及び５００Å、１０００Å堆積した電子写真感光体を用いて検知及び膜厚の算出を実施した。
評価としては、酸化ケイ素膜の発生の予告及び検知された酸化ケイ素膜の膜厚を液晶パネルに表示させて評価した。
酸化ケイ素膜発生の予告の設定としては、酸化ケイ素膜が５０Å以上で「レベル１」、４００Å以上で「レベル２」、９００Å以上で「レベル３」、１２００Å以上で「レベル４」と表示させ処理の正否を以下の基準で評価して確認した。
○・・・酸化ケイ素の膜厚とレベルの表示が合っている
×・・・酸化ケイ素の膜厚とレベルの表示が異なる
また、各膜厚の電子写真感光体を３本ずつ使用して、表示された酸化ケイ素膜の膜厚を平均し、堆積した酸化ケイ素膜の膜厚と比較して、膜厚の算出の精度を評価した。
その結果は、表４に示す。
【００６４】
＜実施例４＞
実施例４では、実施例３における電子写真感光体のアモルファス水素化炭化ケイ素（a−ＳｉＣ：Ｈ）膜の表面層を１μｍのアモルファス窒化ケイ素（a−ＳｉＮ）膜に変更して、その上に酸化ケイ素膜を１００Å及び５００Å、１０００Å堆積させた。そして、実施例３と同様の実験を行った。
その結果は表４に示す。
【００６５】
【表４】
【００６６】
表４によれば、電子写真感光体の状態を適切に表示できることがわかった。
また、酸化ケイ素膜を１００Å及び５００Å、１０００Å堆積させたどの場合でも、算出される酸化ケイ素膜の膜厚は正しく算出されていることが判明した。
さらに、実施例３と実施例４では、実施例３において、算出された酸化ケイ素膜の膜厚と実際の膜厚の誤差が小さいことから、Ｓｉ、Ｃ、およびＨで構成された表面層では、算出される膜厚の誤差が小さいことがわかった。
以上の結果から、本発明の構成及び方法の電子写真装置により、画像形成装置の異常や周辺環境の急激な変化によって発生する酸化ケイ素膜のフィルミング現象を精度良く検知できることがわかった。
その結果、電子写真感光体の表面を良好に維持でき、酸化ケイ素膜に起因する画像不良の発生を抑制でき、メンテナンス周期の延長が可能になることがわかった。
【図面の簡単な説明】
【００６７】
【図１】本発明に用いることができる電子写真装置の構成の概略図であって、（Ａ）は摺擦部材を摺擦手段として酸化ケイ素膜を除去し、（Ｂ）は電子写真装置の状態を表示する表示手段により電子写真感光体の情報を表示する。
【図２】本発明に用いることができる一連の操作を示したフローチャート。
【図３】本発明に用いることができる基準となる反射率の演算を示したフローチャート。
【図４】基板と接する層でのフレネル係数に用いる概念図。
【図５】基板と接する層以外でのフレネル係数に用いる概念図。
【図６】本発明に用いることができる酸化ケイ素膜の膜厚の演算を示したフローチャート。
【図７】実施例１〜３で製造した電子写真感光体の堆積膜形成方法に用いられるプラズマＣＶＤ法を用いた堆積膜形成容器の例を模式的に示した縦断面図。
【図８】実施例１〜３で作製した電子写真用感光体における層構成を示す図。
【図９】実施例１〜３で作製した電子写真感光体の堆積膜形成に用いられるスパッタリング法を用いた堆積膜形成容器の例を模式的に示した縦断面図。
【図１０】実施例１〜３における酸化ケイ素膜を堆積させた後の酸化ケイ素膜の膜厚と波長と反射率との関係を示す図。
【図１１】実施例２における電子写真装置の構成の概略図。
【符号の説明】
【００６８】
７１００ 堆積装置
７１１０ 反応容器
７１１１ カソード電極
７１１２ 円筒状基体
７１１３ 基体加熱用ヒーター
７１１４ ガス導入管
７１１５ 高周波マッチングボックス
７１１６ ガス配管
７１１７ リークバルブ
７１１８ メインバルブ
７１１９ 真空計
７１２０ 高周波電源
７１２１ 絶縁材料
７１２３ 受け台
７２００ ガス供給装置
７２１１〜７２１５ マスフローコントローラ
７２２１〜７２２５ ボンベ
７２３１〜７２３５ バルブ
７２４１〜７２４５ 流入バルブ
７２５１〜７２５５ 流出バルブ
７２６０ 補助バルブ
７２６１〜７２６５ 圧力調整器
８１０１ 円筒状基体
８２０１ 電荷注入阻止層
８２０２ 光導電層
８３０１ 表面層
９１００ 基体
９１０１ 処理容器
９１０２ 圧力計
９１０３ ロードロック室
９１０４ 圧力計
９１０５ 基体ホルダ
９１０６ 搬入出扉
９１０７ 回転軸
９１０８ 回転モータ
９１０９ 接地部材
９１１０ キャップ
９１１１〜９１１２ スパッタリングガス導入ノズル
９１１３ 反応ガス、窒素原子添加ガス導入ノズル
９２０１ 排気装置
９２０２ 排気装置
９３０１ 排気路
９３０２ 搬送路
９３０３ 排気路
９３０４〜９３０５ スパッタリングガス供給路
９３０６ 反応ガス、窒素原子添加ガス供給路
９４００ ガス供給装置
９４１１〜９４２１ スパッタリングガスボンベ
９４３１、９４４１ ガスボンベ
９４１２、９４２２、９４３２、９４４２ レギュレータ
９４１３、９４２３、９４３３、９４４３ マスフローコントローラ
９３０３ 排気路
９５０１〜９５０６ 弁
９５０７ リーク弁
９５１１〜９５１４、９５２１〜９５２４、９５３１〜９５３４ 弁
９５４１〜９５４３ 弁
９６００ ターゲットユニット
９６１１ ターゲット
９６１２ スパッタリング面
９６２１ ターゲットホルダ
９６３１ 磁石
９６４１ 絶縁物
９６５１、９６５２ 冷媒循環パイプ
９６６１ 電源ケーブル
９６６２ 電源
９７００ ターゲットユニット
９７１１ ターゲット
９７１２ スパッタリング面
９７２１ ターゲットホルダ
９７３１ 磁石
９７４１ 絶縁物
９７５１、９７５２ 冷媒循環パイプ
９７７１ 電源ケーブル
９７７２ 電源
１０００１ 電子写真感光体
１００１１~１００１５ 光学センサ
１００２１~１００２５ 制御モータ
１００３０ クリーニングブレード
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電子写真感光体のフィルミングと呼ばれる現象の中でも、ケイ素化合物で形成された表面層が変質し酸化ケイ素膜が生成される現象の評価、判定及び判定に基づく処理を行う電子写真装置に関するものである。
なお、本発明において、「酸化ケイ素膜が生成される現象の評価」には、酸化ケイ素膜生成の検知、酸化ケイ素膜の膜厚の演算が含まれる。
【背景技術】
【０００２】
電子写真方式による画像形成装置は、繰り返し画像形成を行うことで、画像流れ、濃度薄、黒ポチ、白ポチに代表される画像不良が発生する場合がある。
これらの画像不良の原因は様々であるが、電子写真感光体に着目した場合には、電子写真感光体の表面に原因があることが多い。
代表例の一つとしては、電子写真感光体の表面に画像形成に関係する物質が付着する現象がある。付着物の例としては、紙粉、トナー中に含まれる樹脂成分やワックス成分が挙げられる。
また、二つ目の代表例としては、トナー中に含まれるシリカ粒子や酸化チタン粒子が、電子写真感光体表面へ食い込む現象がある。
さらに、三つ目の代表例としては、電子写真感光体表面の表面層が変質する現象がある。表面層が変質する現象の例としては、画像形成装置の異常や周辺環境の急激な変化によって、電子写真形成装置内に発生するオゾンによる酸化や印加される電流電圧に起因する酸化、クリーニング不良による特異な摩耗、熱的な変質が挙げられる。
【０００３】
このような付着、食い込み、変質は一般的には区別されることなく、総じて「フィルミング現象」と言われている。
そして、このフィルミング現象によって画像不良が発生するために、電子写真感光体の交換やサービスマンによる回復作業が必要となっている。
このように、フィルミング現象はサービスマンによるメンテナンス無しで正常に稼動し続ける限界枚数であるＤｕｔｙＣｙｃｌｅを下げ、ランニングコストの上昇にもつながっている。
【０００４】
そのために、電子写真装置では、フィルミング現象を検知し、サービスマンによるメンテナンス無しでフィルミング現象を回復させ、画像不良の発生を抑制する方法がいくつか提案されている。
そして、特に一般的に提案されているのは、フィルミング現象の中でも、前述したトナー中に含まれる樹脂成分やワックス成分の付着によるフィルミング現象を検知する方法である。
提案される理由としては、トナー中に含まれる樹脂成分やワックス成分の付着によるフィルミング現象は、光学的な反射光や散乱光の変化が大きく、検知が容易なためである。
【０００５】
その検知手段の例としては、反射光や散乱光の変化が大きいことを利用して、トナー像又は転写紙を担持する担持体に光を照射し、反射される光量と基準とする光量を単純に比較する光学的方法が提案されている（特許文献１）。
そして、このような方法で検知されたフィルミングを除去する方法としては、次のようなものが提案されている。
例えば、フィルミング除去用の機構を備える方法、もともと電子写真感光体に接しているクリーニングブレードのような部材の摺擦力を変化させる方法が提案されている。また、トナー量を変化させる方法やフィルミング除去用の除去剤を加える方法も提案されている。
【特許文献１】特開平０５−２７３８９３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、このようなフィルミング検知方法の提案にも次のような課題がある。
それは、前述のようなトナー中に含まれる樹脂成分やワックス成分の付着のフィルミング現象と異なり、表面層の変質によって酸化ケイ素膜が生成されるフィルミング現象が発生した場合に、軽微な変質の検知や正しい検知ができないという課題である。
軽微な変質の検知ができない原因は、表面層の変質によって酸化ケイ素膜が生成されるフィルミング現象では、トナー中に含まれる樹脂成分やワックス成分の付着のフィルミング現象と比べて、光学的な光量の変化が小さいためである。
そのため、基準となる光量と単純に比較する検知方法では、通紙枚数に対応した摩耗に伴う反射光の変化と区別が難しく、厳しい判定基準を設けることが困難であり軽微な変質を検知できないことになる。
【０００７】
また、正しい検知ができない原因は、付着物のフィルミング現象では、付着物を除去した後の表面層の膜厚は変化しないが、表面層の変質によるフィルミング現象では、変質部分を除去した後は、表面層の膜厚が変化するためである。
そのため、表面層の変質によって酸化ケイ素膜が発生するフィルミング現象では、フィルミング部分を除去した後は、酸化ケイ素膜がない状態でも表面層の膜厚に基づいた基準となる光量とはじめからズレが発生するために正しい検知ができなくなる。
従って、本発明は、上述したように画像形成装置の異常や周辺環境の急激な変化によって発生する表面層の変質によって酸化ケイ素膜が生成されるフィルミング現象について、軽微な検知における課題を解決する方法を提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
この上記の目的は以下の構成及び方法の電子写真装置によって達成される。
本発明は、導電性基体の上に形成された光導電層と、光導電層の上にケイ素化合物で形成された表面層を、少なくとも含む電子写真感光体を有する電子写真装置であって、
少なくとも発光素子と受光素子とを含み、反射光を計測可能な光学センサと、受光素子が受け取った反射光の光量に対応する電気信号を反射率に換算する反射率変換部と、表面層の表面が酸化ケイ素膜に変質しない場合における通紙枚数に対応する基準の反射率を算出する基準反射率算出部と、基準の反射率と、反射率変換部によって換算された反射率とから表面層の表面の変質によって形成された酸化ケイ素膜の膜厚を演算する酸化ケイ素膜算出部と、酸化ケイ素膜算出部を用いて算出された酸化ケイ素膜の膜厚に基づいて、酸化ケイ素膜に係る処理を行う処理部と、を有することを特徴とする。
【０００９】
また、本発明は、電子写真感光体へ接する摺擦部材をさらに具備し、処理部が摺擦部材の摺擦力を制御することを第２の特徴とする。
また、本発明は、電子写真装置の状態を表示する表示器をさらに具備し、処理部が表示器に電子写真感光体の状態を示す信号を出力することを第３の特徴とする。
また、本発明は、複数の光学センサが電子写真感光体の長手方向に配置され、複数の摺擦部材が電子写真感光体の長手方向に配置され、処理部が複数の光学センサによって計測され算出された各計測位置での酸化ケイ素膜の膜厚に応じて、摺擦部材の摺擦力を変更する制御を行うことを第４の特徴とする。
また、本発明は、複数の光学センサが電子写真感光体の長手方向に配置され、処理部が表示器に、光学センサによって計測され算出された、各計測位置での酸化ケイ素膜の膜厚に応じた信号を出力することを第５の特徴とする。
また、本発明は、表面層がＳｉ、Ｃ、およびＨで構成されていることを第６の特徴とする。
【００１０】
また、ここでいう「通紙枚数に対応する基準の反射率」とは、現時点における電子写真感光体の状態から、正常な電子写真装置の状態と正常な環境で任意の枚数を印刷したと仮定する場合に、任意の枚数を印刷した後に予測される反射率である。
ここで任意の枚数を印刷した後の反射率を予測する理由は、電子写真プロセスでは印刷を繰り返すことで電子写真感光体の表面層の膜厚が変化するために反射率が変化するためである。
膜厚が変化するのは、プロセス中の例えば、帯電、感光、トナーによる現像、通紙、転写、除電、クリーンニングによって摩耗するためである。
電子写真感光体の表面層が摩耗する理由は、電子写真プロセスにおいて、クリーニングブレードや紙と電子写真感光体の表面層との間に存在するトナー粒子が、電子写真感光体が回転する際に研磨剤として作用するためである。
そして、このことから分かるように、電子写真感光体の回転数と電子写真感光体の摩耗量は、クリーンニングブレードの押し付け圧力やトナー量が正常な状態であれば大きく変動しない。
そのため、電子写真感光体の回転数と摩耗量はほぼ対応する、電子写真感光体の回転数とほぼ対応する通紙枚数にも摩耗量は対応する。
よって、正常な電子写真装置の状態と正常な環境で印刷が行われた場合にも、電子写真感光体は摩耗によって反射率は変化し、その際の電子写真感光体の摩耗量は通紙枚数にほぼ対応する。
このことから、電子写真感光体の正常な摩耗量に対応する反射率及び酸化ケイ素膜の膜厚を判断するための反射率である「基準となる反射率」には、任意の印刷枚数を印刷したと仮定した「通紙枚数に対応する基準となる反射率」を用いる。
【００１１】
そして、請求項１に記載の発明によれば、少なくとも発光素子と受光素子とから構成される反射光を計測する光学センサを設け、反射光を反射率に変換する反射率変換部を有することで、反射率を取得できる。
また、予め通紙枚数に対応する基準の反射率を算出し設定することにより、通紙に起因した表面層の摩耗による反射率と表面層膜厚が算出され、酸化ケイ素膜の有無を判定する基準となる。
そして、表面層の表面の変質によって形成された酸化ケイ素膜の膜厚を演算する酸化ケイ素膜算出部を有することにより、酸化ケイ素膜の膜厚が算出できる。
さらに、算出された酸化ケイ素膜の膜厚の結果に基づいて、酸化ケイ素膜に係る処理を行う処理部を有することにより、電子写真感光体を良好な状態に維持できる。
【００１２】
次に、請求項２に記載の発明によれば、摺擦部材を用いて、酸化ケイ素膜を除去する。このことにより、電子写真感光体の表面が酸化ケイ素膜に変質されていない状態になり、電子写真感光体の表面を良好な状態に維持できる。
また、請求項３に記載の発明によれば、電子写真装置の状態を表示する表示器により、電子写真感光体の情報を表示し、酸化ケイ素膜への対処を促すことで電子写真感光体を良好な状態にできる。
そして、請求項４および５に記載の発明によれば、複数の光学センサを具備することにより、局所的な酸化ケイ素膜の検知がとなり、画像形成装置の異常箇所の特定や酸化ケイ素膜の検知の精度を向上できる。
最後に、請求項６に記載の発明によれば、表面層がＳｉ、Ｃ、Ｈで構成された表面層であることにより、表面層と表面層以外の層で屈折率に差を設けることで、通紙枚数に対応する基準の反射率の算出や酸化ケイ素膜の膜厚の算出がより高精度に算出できる。
【発明の効果】
【００１３】
以上説明したように本発明の構成及び方法の電子写真装置により、画像形成装置の異常や周辺環境の急激な変化によって発生する酸化ケイ素膜の検知が精度良く行うことができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
次に、図を用いて本発明の実施の形態をさらに詳細に説明する。
図１（Ａ）及び図１（Ｂ）には、本発明の電子写真装置内の概略構成を示す。
図１（Ａ）は、酸化ケイ素膜に係る処理を行う処理手段として、摺擦部材を摺擦手段として酸化ケイ素膜を除去する。
図１（Ｂ）は、酸化ケイ素膜に係る処理を行う処理手段として、電子写真装置の状態を表示する表示手段により、電子写真感光体の情報を表示する。
そして、図１（Ａ）及び図１（Ｂ）に示すように、電子写真装置内には、測定対象となる表面層を持つ電子写真感光体１１０、発光素子１２１と受光素子１２２からなる光学センサ１２０、膜厚演算処理部１３０、処理部１４０が備えられている。電子写真感光体１１０の表面層はケイ素化合物で形成されている。
【００１５】
＜光学センサ＞
光学センサ１２０は、発光素子１２１と受光素子１２２とを含み、反射光を計測可能である。
発光素子１２１としては、例えばハロゲン光源、ニクロム光源のような一般的に用いられる光源を、測定対象となる表面層の吸収波長域に合わせて用いればよい。表面層による光の吸収が可視光領域で現れるようなものの場合には、可視光の光源としてよく利用されるハロゲン光源を用いればよい。また、可視光領域において透明な層の場合には、赤外線の光源としてよく利用されるニクロム光源を用いればよい。もちろん、他の光源を用いることも可能であり、測定対象となる表面層の吸収波長域に合わせて用いればよい。
受光素子１２２としては、例えば、ＣＣＤが用いられ、測定対象となる表面層の吸収波長域に合わせて光学フィルタを併用する。または、分光光度計を用いれば広範囲にわたる吸収波長域に合わせることができる。また、発光素子と受光素子が一体型の測定プローブのごとき光学センサを用いてもよい。
そして、光学センサを電子写真感光体の長手方向に複数具備して、該電子写真感光体の複数の位置で検知を行うようにしてもよい。
【００１６】
＜膜厚演算処理部＞
膜厚演算処理部１３０には、反射率変換部１３１、基準反射率算出部１３２、酸化ケイ素膜算出部１３３が含まれている。
膜厚演算処理を行う膜厚演算処理部１３０は、マイクロコンピュータ、膜厚演算プログラム、通紙枚数に対応した摩耗による表面層膜厚の予測データ、予め算出される基準の反射率データを含んでいる。
マイクロコンピュータには、例えば、ワンチップマイコンが用いられる。または、電子写真装置の制御に用いられているＣＰＵ（中央演算装置）を用いてもよい。マイクロコンピュータは、ＣＰＵ（中央演算装置）、ブートプログラムを記憶するＲＯＭ、各種処理結果を一時的に記憶するＲＡＭを含む。
【００１７】
反射率変換部１３１は、受光素子１２２が受け取った反射光の光量に対応する電気信号を反射率に換算する。換算する基準としては、例えば、アルミニウムのシリンダ表面における反射光の光量に対応する電気信号を基準として反射率に換算する。
基準反射率算出部１３２は、表面層の表面に酸化ケイ素膜が形成されない場合における通紙枚数に対応した摩耗による表面層膜厚の変化を記憶しておく。そして、特定の枚数毎に予め表面層膜厚から反射率を算出する。
また、表面層の表面の変質によって酸化ケイ素膜が生成された際に、酸化ケイ素膜に係る処理として摺擦手段による酸化ケイ素膜の除去を行った後には、表面層の膜厚が変化する。そのため基準の反射率を求める際は、表面層の膜厚に補正を加える必要がある。
酸化ケイ素膜算出部１３３では、実測された反射率（前記反射率変換部によって換算された反射率）と、基準反射率算出部１３２で算出された基準となる反射率から、表面層の表面の変質によって形成された酸化ケイ素膜の膜厚を算出する。算出する場合には、基準となる反射率を算出する際の表面層の膜厚を用いて演算を行う。
【００１８】
＜処理部＞
処理部１４０は、膜厚演算処理部１３０で算出された酸化ケイ素膜の膜厚に基づいて評価を行い、酸化ケイ素膜に係る処理を行う処理手段を制御する。
処理部１４０としては、例えば、ワンチップマイコンの如き電気信号を出力するポートを持ち、処理手段への信号を出力でき、評価及び判定の処理のための演算が可能なＣＰＵ（中央演算装置）を備えていればよい。
または、電子写真装置の制御に用いられているＣＰＵ（中央演算装置）や膜厚演算処理部のマイクロコンピュータを共用して用いてもよい。
処理手段としては、摺擦部材を用いた酸化ケイ素膜除去手段がある。例えば、図１（Ａ）に示すようなクリーニングブレード１４１を摺擦部材として、摺擦部材の摺擦力を制御する機構によって酸化ケイ素膜除去を行う処理手段がある。摺擦部材の材質としては、例えば、ポリウレタンを用いることができる。
【００１９】
また、摺擦力を制御するために摺擦部材を駆動させる動力１４２としては、例えば、モータを用いることができる。そして、摺擦部材の角度や摺擦部材の短軸方向の中心と電子写真感光体の表面との距離を変更することで電子写真感光体への摺擦部材の押し付け圧力を制御する。
また、別の処理手段としては、電子写真装置の状態を表示する方法がある。表示手段としては、例えば、図１（Ｂ）に示すようなＬＥＤライトによる状態表示器１４３や電子写真装置に具備されている液晶パネルがある。
さらに、他の処理手段としては、特定の信号を機器や人間に発信する方法がある。例えば、電子写真装置を制御しているＣＰＵ（中央演算装置）へ装置停止要求信号の発信やトナー供給量の調整要求信号の発信、画像形成パラメータの変更要求信号を発信してもよい。
また、サービスセンターにオンラインで信号を発信することで連絡を行ってもよい。
【００２０】
＜表面層＞
表面層は、例えば、シリコン原子を主成分として含む非単結晶堆積膜で、アモルファス水素化炭化ケイ素（以下、a−SiC：Ｈという）、アモルファス窒化ケイ素（以下、a−SiNという）が使用できる。また、炭化水素を主成分とする有機化合物にシリコン粒子を添加したものやシリコンゴムを用いても良い。
また、表面を保護する表面層として、厚さ方向に元素の構成比や密度を変化させた層を用いてもよい。
しかし、表面層が酸化ケイ素膜のみで形成される場合は、本発明には含まれない。
続いて、以上のように構成された電子写真装置で、酸化ケイ素膜の検知、膜厚の評価及び判定、酸化ケイ素膜に係る処理の動作について例を挙げて以下に説明する。
一連の流れについては、図２のフローチャートで示したように計測、演算、判定、処理が含まれる。
【００２１】
＜通紙枚数の取得＞
まず、電子写真装置の通紙枚数は不明で、電子写真感光体は未使用の状態から開始されるとするので、現時点における電子写真装置の通紙枚数Ｓrealの取得を行う（ステップＳ２０１）。
＜基準となる反射率を与える通紙枚数と摩耗量を設定＞
次に、計測された反射率と比較するための基準となる反射率を算出するための設定を行う。
基準となる反射率は、現在の通紙枚数Ｓrealから任意の通紙枚数ΔＳを印刷した後の通紙枚数Ssimに対して予測される反射率であるため、任意の通紙枚数ΔＳをSrealに追加した値をSsimとして設定する（ステップＳ２０２）。
そして、通紙枚数Ssimによって発生する表面層の摩耗量ΔＤを取得する（ステップＳ２０３）。
このとき任意の通紙枚数ΔSは、使用するマイクロコンピュータの演算処理時間がΔS枚の印刷時間より短くなるように設定すればよい。
【００２２】
＜基準となる反射率の演算＞
そして、通紙枚数Ssim及び表面層の摩耗量ΔＤから、基準となる反射率を算出するための演算を行う（ステップＳ２０４）。演算方法としては、例えば、フレネル係数を用いた方法や特性マトリクスを用いて算出することができる。
【００２３】
例として、フレネル係数を用いて演算する場合は、図３のフローチャートのような手順で行う。
まず１番目のステップとして、入射媒質の層を加えてｊ個の層で電子写真感光体を構成しているｊ層の解析モデルとし、基板側から各層について、L(1)、L(2)、L(3)・・・L(ｉ−1)、L(ｉ)、L(ｉ+1)・・・L(ｊ)層とする。同様に各層の屈折率N(１)、N(２)、N(３)・・N(ｉ−１)、N(ｉ)、N(ｉ+1)・・・Ｎ(ｊ)として設定する（ステップＳ３０１）。また、同様に各層の膜厚をD(１)、D(２)、D(３)・・・・Ｄ（ｊ）及び消衰係数K(１)、K(２)、K(３)・・・Ｋ（ｊ）を設定する（ステップＳ３０１）。
【００２４】
２番目のステップとしては、Ｌ（ｊ）層は入射媒質の層とし、Ｌ（ｊ−１）層については、表面層の膜厚から摩耗量ΔＤを差し引いた膜厚を設定する（ステップＳ３０２）。
３番目のステップとしては、対象とする反射率の波長範囲について、はじめに演算する波長λＳを演算する波長λとして設定する（ステップＳ３０３）。複数の波長で反射率を算出する方法としては、対象の波長領域において、任意の波長間隔Δλとし、開始の波長と終了の波長をそれぞれλＳとλＥとして演算すればよい。
４番目のステップは、はじめに変数ｉを１と設定して（ステップＳ３０４）、前述の２番目及び３番目のステップで設定された屈折及び消衰係数、式（１）〜式（６）を用いて、A１(１)、A2（１）、B1（１）、B2（１）、C2（１）、C2（１）の計算を行う（ステップＳ３０５）。
【００２５】
【数１】
【数２】
【数３】
【数４】
【数５】
【数６】
【００２６】
５番目のステップとしては、４番目のステップと同様に、ｊ層までの各層における反射率の複素屈折率の位相変化を表すδ（ｉ）とγ（ｉ）について算出する。算出には屈折率N(ｉ)、消衰係数K(ｉ)、膜厚Ｄ(ｉ)及び演算する波長λ、式（７）および（８）を用いて計算して算出する（ステップＳ３０６）。
【００２７】
【数７】
【数８】
【００２８】
その後は、変数ｉをｉ＝２、３・・・ｊと順次更新しながら（ステップＳ３０７）、ｉ+1がｊ以上と判定されるまで（ステップＳ３０８）、計算Ｓ３０５、Ｓ３０６を繰り返し行う。
その後、変数ｉを１と設定する（ステップＳ３０９）。
【００２９】
６番目のステップとしては、図４に示すような、基板に接するＬ（１）層の反射波のフレネル係数ρ（１）を式（９）とする。そして、Ｌ（１）層の上下面による多重繰り返し反射を考慮したＬ（２）層のフレネル係数ρ’（２）を式（１０）として計算を行う（ステップＳ３１０）。
【００３０】
【数９】
【数１０】
【００３１】
このとき式（１０）内の変数Ｘ（２）、Ｙ（２）、Ｖ（２）、Ｗ（２）は、式（１１）から式（１４）及びA１(２)、A2（２）、B1（２）、B2（２）、Ｘ（１）、Ｙ（１）、Ｖ（１）、Ｗ（１）、δ（１）、γ（１）の値を用いて算出する（ステップＳ３１１）。
【００３２】
【数１１】
【数１２】
【数１３】
【数１４】
【００３３】
そして、その後は、図５に示すような関係であるために、ｉをｉ＝２、３・・・ｊと順次更新しながら（ステップＳ３１２）、ｉ+1がｊ以上と判定されるまで（ステップＳ３１３）、同様の操作をｉ+1がｊになるまで繰り返し行う。
操作としては、Ｘ（ｉ＋１）、Ｙ（ｉ+1）、Ｖ（ｉ+1）、Ｗ（ｉ+1）について、Ａ１（ｉ＋１）、Ａ２（ｉ+1）、Ｂ１（ｉ+1）、Ｂ２（ｉ+1）、δ（ｉ）、γ（ｉ）及び式（１５）から式（１８）を用いて算出する操作を繰り返す（ステップＳ３１１）。
【００３４】
【数１５】
【数１６】
【数１７】
【数１８】
【００３５】
その結果、最終的には入射媒質における反射率を得るためのＬ（ｊ）層のＸ（ｊ）、Ｙ（ｊ）、Ｖ（ｊ）、Ｗ（ｊ）が算出される。
【００３６】
８番目のステップとしては、Ｘ（ｊ）、Ｙ（ｊ）、Ｖ（ｊ）、Ｗ（ｊ）及び式（１９）、式（２０）を用いて、反射率Ｒ（λ）及び反射の位相変化φr（λ）の算出を行う（ステップＳ３１４）。そして、設定した波長λ毎の反射率Ｒ（λ）及び反射の位相変化φr（λ）のデータ保存を行う（ステップＳ３１５）。
【００３７】
【数１９】
【数２０】
【００３８】
最後の９番目のステップとしては、演算する波長λが、対象とする波長範囲の終了波長λＥであるかの判定を行う（ステップＳ３１６）。そして、終了波長λＥでなければ演算する波長λを変更する。任意の波長間隔Δλで演算する場合は、現在の波長λにΔλを加算し波長λを更新して設定する（ステップＳ３１７）。
そして、新たに設定された波長λにおいて、２番目から９番目のステップの操作を同様に行い、反射率Ｒ（λ）及び反射の位相変化φr（λ）を算出する。
以上の操作を対象とする波長範囲で繰り返し行い、基準となる反射率Ｒｓｉｍを取得する（ステップＳ３１８）。
【００３９】
＜計測＞
次に、反射光の測定を行う（ステップＳ２０５）。発光素子からの光を電子写真感光体の表面へ垂直に照射して、反射光を受光素子により受光する。
【００４０】
＜計測された反射光を換算して反射率Ｒｒｅａｌを取得＞
そして、受光された反射光量を膜厚演算処理部の反射率変換部で、予め記憶させておいたアルミニウムシリンダ表面の反射光量を基準として反射率に換算し、計測された反射率Ｒｒｅａｌを取得する（ステップＳ２０６）。
【００４１】
＜基準となる反射率Ｒｓｉｍと計測された反射率Ｒｒｅａｌの比較検討＞
このようにして得られた、基準となる反射率Ｒｓｉｍと計測された反射率Ｒｒｅａｌの差分について、任意に設けた閾値ΔRと比較を行う（ステップＳ２０７）。
また、対象の波長領域が広い場合は、各波長で基準となる反射率Ｒｓｉｍと計測された反射率Ｒｒｅａｌの反射率の差分をとり、対象の波長領域すべての差分を足し合わせた値を任意に設けた閾値ΔRと比較を行ってもよいし、特定の波長だけ比較してもよい。
そして、閾値ΔRより小さい場合は、現在の通紙枚数Ｓｒｅａｌを取得しながら（ステップＳ２０８）、印刷を続ける。印刷は、Ｓｒｅａｌが基準となる反射率Ｒｓｉｍを算出した通紙枚数Ｓｓｉｍと比較して（ステップＳ２０９）、等しくなるまでは計測Ｓ２０５及び反射率変換Ｓ２０６、比較検討Ｓ２０７を続ける。
現在の通紙枚数Ｓｒｅａｌが基準となる反射率Ｒｓｉｍを算出した通紙枚数Ｓｓｉｍと等しくなった場合は、基準となる反射率Ｒｓｉｍを更新する。
一方、計測された反射率Ｒrealと基準となる反射率Ｒｓｉｍとの差分が、閾値ΔRより大きい場合には、膜厚演算処理部の酸化ケイ素膜算出部において酸化ケイ素膜の膜厚の演算を行う（ステップＳ２１０）。
【００４２】
＜酸化ケイ素膜の膜厚算出＞
表面層の表面の変質によって形成された酸化ケイ素膜の膜厚の演算については、図６のフローチャートのような手順で演算を行う。
まず、１番目のステップとして、基準となる反射率Ｒｓｉｍの演算Ｓ２０４で使用したｊ層の解析モデルに酸化ケイ素膜の層を加えて、（ｊ＋１）層の解析モデルに変更する。
この際、酸化ケイ素膜を加えた（ｊ+1）層で反射率を演算する場合には、入射媒体の層をL（ｊ+1）として、入射媒体の膜厚屈折率をＤ(ｊ＋１)に屈折率をN(ｊ＋１)に、消衰係数をK（ｊ＋１）に再設定する（ステップＳ６０１）。
また、酸化ケイ素膜の層をL（ｊ）として、酸化ケイ素膜の屈折率をN(ｊ)、消衰係数をK（ｊ）に設定する（ステップＳ６０２）。
【００４３】
２番目のステップとしては、生成されたと仮定する酸化ケイ素膜の膜厚ＤｓｉｏをＬ(ｊ)層のD（ｊ）に設定する（ステップＳ６０３）。
３番目のステップとしては、L（ｊ−１）層の膜厚D（ｊ−１）が酸化ケイ素膜の生成によって変化したと仮定して、L（ｊ−１）層の膜厚D（ｊ−１）を変更する（ステップＳ６０４）。
そして、４番目のステップとしては、基準となる反射率Rsimの演算の算出で行った演算手法により、酸化ケイ素膜を含んだ（ｊ+1）層の解析モデルで演算して反射率Ｒｓｉｍを取得する（ステップＳ６２０）。
【００４４】
演算の流れとしては、基準となる反射率を演算する流れと同様であるが、まず波長λの設定をし（ステップＳ６０５）、変数ｉに１を設定する（ステップＳ６０６）。次に、変数（ｉ+1）が（ｊ＋１）になるまで変数ｉを順次変化させて、各々（ｊ＋１）個のA１(ｉ)、A2（ｉ）、B1（ｉ）、B2（ｉ）、C2（ｉ）、C2（ｉ）を算出する（ステップＳ６０７）。同様に、δ（ｉ）とγ（ｉ）を算出する（ステップＳ６０８）。変数ｉに１を設定して（ステップＳ６１１）、フレネル係数ρ’（２）を算出する（ステップＳ６１２）。その後は、変数（ｉ+1）が（ｊ＋１）になるまで変数ｉを順次変化させて、Ｘ（ｉ＋１）、Ｙ（ｉ+1）、Ｖ（ｉ+1）、Ｗ（ｉ+1）を演算する（ステップＳ６１４）。
最終的には入射媒質における反射率を得るためのＬ（ｊ＋１）層のＸ（ｊ＋１）、Ｙ（ｊ＋１）、Ｖ（ｊ＋１）、Ｗ（ｊ＋１）が算出され、反射率Ｒ（λ）及び反射の位相変化φr（λ）の算出を行う（ステップＳ６１６）。そして、対象の波長領域で同様の操作を繰り返して、酸化ケイ素膜を含んだ層構成での反射率Ｒｓｉｍを取得する（ステップＳ６２０）。
【００４５】
５番目のステップとしては、酸化ケイ素膜を含んだ層構成での反射率Ｒｓｉｍと計測された反射率Ｒｒｅａｌの差分について絶対値を取り、任意の閾値ΔRと比較する（ステップＳ６２１）。
得られた差分が、任意の閾値ΔR以上の場合は、生成されたと仮定される酸化ケイ素膜の膜厚Ｄｓｉｏに任意の酸化ケイ素膜ΔＤｓｉｏを加算する（ステップＳ６２２）。そして、生成されたと仮定される酸化ケイ素膜の膜厚Ｄｓｉｏを更新して、再度反射率Ｒｓｉｍを演算し、再び差分の絶対値を検討する。
一方、酸化ケイ素膜を含んだ層構成での反射率Ｒｓｉｍと計測された反射率Ｒｒｅａｌの差分が、任意の閾値ΔR未満の場合は、繰り返しの演算を終了し、その時点での酸化ケイ素膜の膜厚Ｄｓｉｏを酸化ケイ素膜の膜厚として取得する（ステップＳ６２３）。
【００４６】
＜酸化ケイ素膜の評価＞
そして、酸化ケイ素膜の膜厚の演算（ステップＳ２１０）で得られた酸化ケイ素膜の膜厚は、膜厚に基づいて処理部で評価を行う（ステップＳ２１１）。
評価としては、光学センサが１つの場合は１箇所での膜厚に基き、処理の必要性や処理レベルについて評価を行う。また、光学センサを複数の位置で複数具備した場合には、位置による酸化ケイ素膜の膜厚の違いに基き、各位置での処理の必要性及び電子写真装置の状態について評価する。
この評価に基づいて、酸化ケイ素膜の除去の処理時間や摺擦部材における摺擦力を制御し、電子写真感光体の位置によって摺擦力を変えて処理を行う。
【００４７】
＜酸化ケイ素膜に関わる処理＞
そして、酸化ケイ素膜に関わる処理として、電子写真感光体の状態を表示する処理または酸化ケイ素膜を除去する処理を行う（ステップＳ２１２）。
【００４８】
＜表面層の膜厚及び摩耗量の補正＞
酸化ケイ素膜の除去の処理が終了した時点で、表面層の膜厚が変化するので、通紙枚数に対する摩耗量ΔＤを補正する（ステップＳ２１３）。補正する量としては、生成された酸化ケイ素膜の膜厚Ｄｓｉｏを摩耗量ΔＤに加算する。
以上のような基準となる反射率の算出、実際の反射率の計測、酸化ケイ素膜の膜厚の算出、酸化ケイ素膜の膜厚の評価及び制御と処理を繰り返し行いながら、画像形成を行っていく。
また、酸化ケイ素膜除去を行った結果及び算出された酸化ケイ素膜の膜厚分布をフィードバックし、その後の電子写真プロセスに関わる処理を行ってもよい。
例えば、前述したトナーによる磨耗を利用し、供給するトナー量を調整してもよい。または、摺擦力を処理中に変更する等のフィードバックをかけても良い。更には、処理に要した時間、摺擦力等のデータを次回の処理条件にフィードバックしても良い。
そして、酸化ケイ素膜が形成される原因や電子写真プロセスとの相関関係が特定される場合には、電子写真装置の設定において、例えば、帯電条件や露光条件、ドラムヒータ温度、空回転時間を自動で変更したり、設定変更を促す表示を行ったりしても良い。
【実施例】
【００４９】
以下、本発明を実施例により説明する。
また、本発明は、上述したように画像形成装置の異常や周辺環境の急激な変化によって発生する酸化ケイ素膜の検知および処理を目的としている。そのため、画像形成装置の異常や周辺環境の急激な変化がない状況では酸化ケイ素膜が検知されない。
従って、以下の方法で本発明の効果を確認した。
【００５０】
まず、図７に示した堆積膜形成装置を用い、堆積膜形成条件は表１に示した条件で、アルミ製の円筒状基体の表面に、図８に示した電荷注入阻止層８２０１および光導電層８２０２、表面層８３０１を堆積させて電子写真感光体を１５本作成した。
図７に示した堆積膜形成装置について説明すると、図７の装置は、大きく反応容器７１１０を有する堆積装置７１００、原料ガス供給装置７２００、および、反応容器７１１０内を減圧する為の排気装置（図示せず）から構成されている。
堆積装置７１００中の反応容器７１１０内にはアースに接続された導電性基体７１１２、導電性基体加熱用ヒーター７１１３、および、原料ガス導入管７１１４が設置され、さらにカソード電極７１１１には高周波マッチングボックス７１１５を介して高周波電源７１２０が接続されている。
原料ガス供給装置７２００は、ＳｉＨ4，ＣＨ4，ＮＯ，Ｂ2Ｈ6の原料ガスボンベ７２２１〜７２２５、バルブ７２３１〜７２３５、圧力調整器７２６１〜７２６５、流入バルブ７２４１〜７２４５、流出バルブ７２５１〜７２５５およびマスフローコントローラ７２１１〜７２１５から構成され、各原料ガスを封入したガスのボンベは補助バルブ７２６０を介して反応容器７１１０内の原料ガス導入管７１１４に接続されている。
次にこの装置を使った堆積膜の形成方法について説明する。まず、反応容器７１１０を固定しておき、あらかじめ脱脂洗浄した導電性基体７１１２を反応容器７１１０に受け台７１２３を介して設置する。次に、排気装置（図示せず）を運転し、反応容器７１１０内を排気する。真空計７１１９の表示を見ながら、反応容器７１１０内の圧力がたとえば１Ｐａ以下の所定の圧力になったところで、基体加熱用ヒーター７１１３に電力を供給し、導電性基体７１１２を例えば５０℃から３５０℃の所望の温度に加熱する。このとき、ガス供給装置７２００より、Ａｒ、Ｈｅ等の不活性ガスを反応容器７１１０に供給して、不活性ガス雰囲気中で加熱を行うこともできる。
次に、ガス供給装置７２００より堆積膜形成に用いるガスを反応容器７１１０に供給する。すなわち、必要に応じバルブ７２３１〜７２３５、流入バルブ７２４１〜７２４５、流出バルブ７２５１〜７２５５を開き、マスフローコントローラ７２１１〜７２１５に流量設定を行う。各マスフローコントローラの流量が安定したところで、真空計７１１９の表示を見ながらメインバルブ７１１８を操作し、反応容器７１１０内の圧力が所望の圧力になるように調整する。所望の圧力が得られたところで高周波電源７１２０より高周波電力を印加すると同時に高周波マッチングボックス７１１５を操作し、反応容器７１１０内にプラズマ放電を生起する。その後、速やかに高周波電力を所望の電力に調整し、堆積膜の形成を行う。
所定の堆積膜の形成が終わったところで、高周波電力の印加を停止し、バルブ７２３１〜７２３５、流入バルブ７２４１〜７２４５、流出バルブ７２５１〜７２５５、および補助バルブ７２６０を閉じ、原料ガスの供給を終えると同時に、メインバルブ７１１８を開き、反応容器７１１０内を１Ｐａ以下の圧力まで排気する。
以上の方法で、堆積層の形成を行った。
また、作成した堆積膜の各層については、予め単膜で作成した膜を高速分光エリプソメーター（Ｊ．Ａ．Ｗｏｏｌｌａｍ社製、Ｍ２０００Ｕ）を用いて、屈折率、消衰係数、膜厚の値を求めておいた。各値は表１には示す。
その際の測定条件は、測定波長２４５〜１０００ｎｍ、入射角５５°、６０°、及び６５°で測定し、その測定値をもとに算出した。
作成した１５本の電子写真感光体の表面層ついて、作成後に、研磨機を用いて１００Å削った電子写真感光体を５本、５００Å削った電子写真感光体を５本、１０００Å削った電子写真感光体を５本ずつ作成した。
作成した各５本計１５本については、それぞれ電子写真感光体の長手方向に４ｃｍ間隔で５点、４００ｎｍから７５０ｎｍまでの波長領域で反射率を計測して反射波形を取得した。
【００５１】
【表１】
【００５２】
次に、表面層８３０１の表面に、図９に示したスパッタリング装置を用いて、異なる膜厚で酸化ケイ素膜を堆積させた。
図９に示したスパッタリング装置を使用した堆積膜形成の方法について以下に説明する。まず、反応容器９１０１内に酸化ケイ素膜の形成に必要なケイ素を含有するターゲット９６１１、９７１１をセットした後、バルブ９５０２を開いて排気装置により反応容器９１０１内部を排気しておく。同時に酸化ケイ素膜を堆積させる基体９１００を扉９１０６よりロードロック室９１０３内にセットする。次に扉９１０６を閉じ、バルブ９５０１を開いてロードロック室９１０３内部を排気する。
反応容器９１０１、ロードロック室９１０３内部がともに十分な真空度、例えば０．１Ｐａ以下になったところで、バルブ９５０５を開き、移送ハンド等（図示せず）で基体９１００を反応容器９１０１内に設置する。
その後、移送ハンド等（図示せず）をロードロック室９１０３内に戻し、ゲートバルブ９５０５を閉じる。
次にスパッタガス及び反応性ガス等を、それぞれバルブ９５１３、９５２３、９５３３、９５４３を開いて、供給手段９４００より反応容器９１０１内に供給する。反応容器９１０１に接続された真空計９１０２により、所定の圧力になったところで電源９６６２、９７７２より電力を印加してグロー放電を発生させる。
この際、回転軸９１０７をモータ９１０８により回転させることで、基体９１００の周方向に均一に堆積膜を得ることができる。
所定の堆積膜が形成されたところで、電源９６６２、９７７２よりの電力の供給を止め、堆積膜の形成を終える。
同時にバルブ９５１３、９５２３、９５３３、９５４３を閉じ、反応性ガス、スパッタガス等の供給を終え、いったん反応容器９１０１内を例えば０．１Ｐａ以下の圧力まで排気し、ゲートバルブ９５０５を開いて基体９１００をロードロック室９１０３に引き上げ、ゲートバルブ９５０５を閉じる。
ゲートバルブ９５０５が閉じたことを確認した後、バルブ９５０７を開き、ロードロック室９１０３内を大気圧とし、扉９１０６を開いて、基体９１００を取り出し、酸化ケイ素膜の形成を終える。以上の方法で、酸化ケイ素膜層の形成を行った。
また、このとき、１００Å削った電子写真感光体５本には１００Åの酸化ケイ素膜を堆積させ、５００Å削った電子写真感光体５本には５００Åの酸化ケイ素膜を堆積させ、１０００Å削った電子写真感光体５本には１０００Åの酸化ケイ素膜を堆積させた。
また、堆積させた酸化ケイ素膜についても、他の層と同様に、基板上に単膜で堆積させて分光エリプソメトリーを用いて屈折率、消衰係数を求めた。値は表２に示す。
【００５３】
【表２】
【００５４】
そして、酸化ケイ素膜を異なる膜厚で堆積させた１５本について、それぞれ電子写真感光体の長手方向に４ｃｍ間隔で５点、４００ｎｍから７５０ｎｍまでの波長領域で反射率を計測し反射波形を取得した。
図１０に酸化ケイ素膜の膜厚が１００Å、５００Å、１０００Åの各々の反射波形を示す。
そして、図１０から明らかなように、１００Åと５００Åにおける膜厚と反射率の関係と、５００Åと１０００Åにおける膜厚と反射率の関係では、酸化ケイ素膜の膜厚と反射率の関係が異なる。
膜厚を１００Å、５００Å、１０００Åと厚くした場合、反射率については、１００Åから５００Åでは反射率が低下するが、５００Åから１０００Åでは全体的に反射率が上昇する傾向にある。
以上のように作成した電子写真感光体について、それぞれ１００Å、５００Å、１０００Åの酸化膜ケイ素膜が発生した状態の電子写真感光体と仮定した。
【００５５】
＜実施例１＞
実施例１では、図１（Ａ）に示すように、酸化ケイ素膜を検知できるように光学センサを電子写真感光体の長手方向の中間位置に設置し、クリーニングブレードの摺擦力を制御できるようにキヤノン株式会社製複写機iＲ6000（商品名）を改造した。
光学センサは１個で、受光素子として分光光度計を用い、反射率を算出する対象の波長領域を４００ｎｍから７５０ｎｍまでとして検知及び膜厚の算出を実施した。
このとき、前述した膜厚が１００Å及び５００Å、１０００Åの酸化ケイ素膜が堆積した電子写真感光体を用いて検知及び膜厚の算出を実施した。
そして、処理として酸化ケイ素膜の除去を行う際、１００枚の印刷で１Å摩耗するようにクリーニングブレード１４１の摺擦力を制御した。
摺擦力の制御は、制御用モータ１４２を用いて、クリーニングブレード１４１を電子写真感光体１１０に押しつける圧力を調節することで行った。
このようにして、酸化ケイ素膜の除去が完了する枚数まで摺擦力を制御した。
【００５６】
評価としては、処理後の電子写真感光体の酸化ケイ素膜が摺擦手段によって除去されたことを確認するために、酸化膜ケイ素膜の除去後に電子写真感光体を取り出し、酸化膜ケイ素膜を堆積させる前に計測した位置５点で反射率を計測し、堆積前との比較を行った。
比較においては、まず酸化膜ケイ素膜を堆積させる前に測定した基準の反射スペクトルをΨＡ、処理後の反射スペクトルをΨＢとした。
また、Ｎｐは対象の波長領域４００nmから７５０nmまでで反射率の値を取得した波長の個数とした。また、Ｒａ（λ）は酸化ケイ素膜を堆積させる前に測定した基準の反射率で波長がλのときの値、Ｒｂ（λ）は酸化ケイ素膜への処理を行った後に測定した反射率で波長がλのときの値とした。
【００５７】
次に、反射スペクトルΨＡ及び反射スペクトルΨＢについて、式（２１）にあるように、それぞれのスペクトルからＮｐ個の波長位置で反射率Ｒａ（λ）とＲｂ（λ）を取り出し、Ｒａ（λ）とＲｂ（λ）の差分の絶対値を算出した。そして、Ｒａ（λ）で割った値を波長領域全体で足し合わせて、反射率を取得したポイント数Ｎｐで割ったものをΔＲａｖｅ.とした。
【００５８】
【数２１】
【００５９】
ΔＲａｖｅ.が、小さいほど酸化膜ケイ素膜を堆積させる前に測定した基準の反射スペクトルΨＡに近いことになる。
本実施例では、１nm間隔で４００nmから７５０nmまでの反射率を取得したので、データ点数であるＮｐは、３５１個となった。
そして、５点ある計測位置をＮｏ．１〜Ｎｏ．５として、それぞれ指標ΔＲａｖｅ.を求め、５点での平均も算出した。
また、基準として酸化ケイ素膜を除去する前のΔＲａｖｅ.及び５点での平均も算出した。
その結果は、表３に示す。
【００６０】
＜実施例２＞
実施例２では、キヤノン株式会社製複写機iＲ6000（商品名）を、図１１に示すように電子写真感光体１１００１の長手方向に、光学センサ１１０１１〜１１０１５を配置するように改造した。
また、クリーニングブレード１１０３０を摺擦部材として、電子写真感光体１１００１の長手方向で摺擦力を制御できるように制御モータ１１０２１〜１１０２５を具備した。
そして、複数の光学センサ１１０１１〜１１０１５によって計測され算出された、各計測位置での酸化ケイ素膜の膜厚に応じて、クリーニングブレード１１０３０の摺擦力を変更する制御を行った。
この際、予め制御モータ１１０２１〜１１０２５の各点における駆動量とクリーニングブレード１１０３０の各点における電子写真感光体１１００１との摺擦力の関係を実験で確認しておいた。
そして、堆積された酸化ケイ素膜の膜厚分布に対して、酸化ケイ素膜除去後に酸化ケイ素膜を堆積する前の下地となった表面層の膜厚分布に極力適するように制御を行った。
そして、実施例１と同様に反射率を算出する対象の波長領域を４００ｎｍから７５０ｎｍまでとして検知及び膜厚の算出を実施した。
このとき、実施例１と同様に、前述した膜厚が１００Å及び５００Å、１０００Åの酸化ケイ素膜が堆積した電子写真感光体を用いて検知及び膜厚の算出を実施した。
評価も実施例１と同様に行った。
その結果は表３に示す。
【００６１】
【表３】
【００６２】
表３によれば、指標であるΔＲａｖｅ.が小さくなり酸化ケイ素膜を堆積させる前の反射スペクトルΨＡに近づいていることから、本発明では、膜厚が１００Åの軽微な変質も高精度で検知できることが判明した。
そして、同様に表３によれば、酸化ケイ素膜が異なる膜厚１００Å、５００Å、１０００Åで堆積させたどの場合でも、除去前のΔＲａｖｅ.より小さくなっている。よって、１００Åから１０００Åまでのどの膜厚でも検知及び除去が適切に行われていることが判明した。
また、このことから前述した酸化ケイ素膜の膜厚と反射率の関係が異なる場合においても、本発明では正確に膜厚を検知できることが判明した。
さらに、同じ酸化ケイ素膜の膜厚において、最大値と最小値の差が実施例１より実施例２で小さくなっていることから、複数の光学センサで検知して処理を制御することによって、電子写真感光体の長手方向の各位置で適切に除去が行われたことが判明した。
【００６３】
＜実施例３＞
実施例３では、図１（Ｂ）にあるように、酸化ケイ素膜を検知できるように光学センサを電子写真感光体の長手方向の中間位置に設置し、酸化ケイ素膜の検知及び膜厚の結果を液晶パネルに表示できるようにキヤノン株式会社製複写機iＲ6000（商品名）を改造した。
このとき、実施例１と同様に、光学センサには分光光度計を１個用い、反射率を算出する対象の波長領域を４００ｎｍから７５０ｎｍまでとして、酸化ケイ素膜の検知及び膜厚の算出を実施した。
このとき、前述した酸化ケイ素膜の膜厚がそれぞれ１００Å及び５００Å、１０００Å堆積した電子写真感光体を用いて検知及び膜厚の算出を実施した。
評価としては、酸化ケイ素膜の発生の予告及び検知された酸化ケイ素膜の膜厚を液晶パネルに表示させて評価した。
酸化ケイ素膜発生の予告の設定としては、酸化ケイ素膜が５０Å以上で「レベル１」、４００Å以上で「レベル２」、９００Å以上で「レベル３」、１２００Å以上で「レベル４」と表示させ処理の正否を以下の基準で評価して確認した。
○・・・酸化ケイ素の膜厚とレベルの表示が合っている
×・・・酸化ケイ素の膜厚とレベルの表示が異なる
また、各膜厚の電子写真感光体を３本ずつ使用して、表示された酸化ケイ素膜の膜厚を平均し、堆積した酸化ケイ素膜の膜厚と比較して、膜厚の算出の精度を評価した。
その結果は、表４に示す。
【００６４】
＜実施例４＞
実施例４では、実施例３における電子写真感光体のアモルファス水素化炭化ケイ素（a−ＳｉＣ：Ｈ）膜の表面層を１μｍのアモルファス窒化ケイ素（a−ＳｉＮ）膜に変更して、その上に酸化ケイ素膜を１００Å及び５００Å、１０００Å堆積させた。そして、実施例３と同様の実験を行った。
その結果は表４に示す。
【００６５】
【表４】
【００６６】
表４によれば、電子写真感光体の状態を適切に表示できることがわかった。
また、酸化ケイ素膜を１００Å及び５００Å、１０００Å堆積させたどの場合でも、算出される酸化ケイ素膜の膜厚は正しく算出されていることが判明した。
さらに、実施例３と実施例４では、実施例３において、算出された酸化ケイ素膜の膜厚と実際の膜厚の誤差が小さいことから、Ｓｉ、Ｃ、およびＨで構成された表面層では、算出される膜厚の誤差が小さいことがわかった。
以上の結果から、本発明の構成及び方法の電子写真装置により、画像形成装置の異常や周辺環境の急激な変化によって発生する酸化ケイ素膜のフィルミング現象を精度良く検知できることがわかった。
その結果、電子写真感光体の表面を良好に維持でき、酸化ケイ素膜に起因する画像不良の発生を抑制でき、メンテナンス周期の延長が可能になることがわかった。
【図面の簡単な説明】
【００６７】
【図１】本発明に用いることができる電子写真装置の構成の概略図であって、（Ａ）は摺擦部材を摺擦手段として酸化ケイ素膜を除去し、（Ｂ）は電子写真装置の状態を表示する表示手段により電子写真感光体の情報を表示する。
【図２】本発明に用いることができる一連の操作を示したフローチャート。
【図３】本発明に用いることができる基準となる反射率の演算を示したフローチャート。
【図４】基板と接する層でのフレネル係数に用いる概念図。
【図５】基板と接する層以外でのフレネル係数に用いる概念図。
【図６】本発明に用いることができる酸化ケイ素膜の膜厚の演算を示したフローチャート。
【図７】実施例１〜３で製造した電子写真感光体の堆積膜形成方法に用いられるプラズマＣＶＤ法を用いた堆積膜形成容器の例を模式的に示した縦断面図。
【図８】実施例１〜３で作製した電子写真用感光体における層構成を示す図。
【図９】実施例１〜３で作製した電子写真感光体の堆積膜形成に用いられるスパッタリング法を用いた堆積膜形成容器の例を模式的に示した縦断面図。
【図１０】実施例１〜３における酸化ケイ素膜を堆積させた後の酸化ケイ素膜の膜厚と波長と反射率との関係を示す図。
【図１１】実施例２における電子写真装置の構成の概略図。
【符号の説明】
【００６８】
７１００ 堆積装置
７１１０ 反応容器
７１１１ カソード電極
７１１２ 円筒状基体
７１１３ 基体加熱用ヒーター
７１１４ ガス導入管
７１１５ 高周波マッチングボックス
７１１６ ガス配管
７１１７ リークバルブ
７１１８ メインバルブ
７１１９ 真空計
７１２０ 高周波電源
７１２１ 絶縁材料
７１２３ 受け台
７２００ ガス供給装置
７２１１〜７２１５ マスフローコントローラ
７２２１〜７２２５ ボンベ
７２３１〜７２３５ バルブ
７２４１〜７２４５ 流入バルブ
７２５１〜７２５５ 流出バルブ
７２６０ 補助バルブ
７２６１〜７２６５ 圧力調整器
８１０１ 円筒状基体
８２０１ 電荷注入阻止層
８２０２ 光導電層
８３０１ 表面層
９１００ 基体
９１０１ 処理容器
９１０２ 圧力計
９１０３ ロードロック室
９１０４ 圧力計
９１０５ 基体ホルダ
９１０６ 搬入出扉
９１０７ 回転軸
９１０８ 回転モータ
９１０９ 接地部材
９１１０ キャップ
９１１１〜９１１２ スパッタリングガス導入ノズル
９１１３ 反応ガス、窒素原子添加ガス導入ノズル
９２０１ 排気装置
９２０２ 排気装置
９３０１ 排気路
９３０２ 搬送路
９３０３ 排気路
９３０４〜９３０５ スパッタリングガス供給路
９３０６ 反応ガス、窒素原子添加ガス供給路
９４００ ガス供給装置
９４１１〜９４２１ スパッタリングガスボンベ
９４３１、９４４１ ガスボンベ
９４１２、９４２２、９４３２、９４４２ レギュレータ
９４１３、９４２３、９４３３、９４４３ マスフローコントローラ
９３０３ 排気路
９５０１〜９５０６ 弁
９５０７ リーク弁
９５１１〜９５１４、９５２１〜９５２４、９５３１〜９５３４ 弁
９５４１〜９５４３ 弁
９６００ ターゲットユニット
９６１１ ターゲット
９６１２ スパッタリング面
９６２１ ターゲットホルダ
９６３１ 磁石
９６４１ 絶縁物
９６５１、９６５２ 冷媒循環パイプ
９６６１ 電源ケーブル
９６６２ 電源
９７００ ターゲットユニット
９７１１ ターゲット
９７１２ スパッタリング面
９７２１ ターゲットホルダ
９７３１ 磁石
９７４１ 絶縁物
９７５１、９７５２ 冷媒循環パイプ
９７７１ 電源ケーブル
９７７２ 電源
１０００１ 電子写真感光体
１００１１~１００１５ 光学センサ
１００２１~１００２５ 制御モータ
１００３０ クリーニングブレード
【特許請求の範囲】
【請求項１】
導電性基体の上に形成された光導電層と、前記光導電層の上にケイ素化合物で形成された表面層を、少なくとも含む電子写真感光体を有する電子写真装置であって、
少なくとも発光素子と受光素子とを含み、反射光を計測可能な光学センサと、
前記受光素子が受け取った反射光に対応する電気信号を反射率に換算する反射率変換部と、
前記表面層の表面が酸化ケイ素膜に変質しない場合における通紙枚数に対応する基準の反射率を算出する基準反射率算出部と、
前記基準の反射率と、前記反射率変換部によって換算された反射率とから前記表面層の表面の変質によって形成された酸化ケイ素膜の膜厚を演算する酸化ケイ素膜算出部と、
前記酸化ケイ素膜算出部を用いて算出された酸化ケイ素膜の膜厚に基づいて、前記酸化ケイ素膜に係る処理を行う処理部と、
を具備することを特徴とする電子写真装置。
【請求項２】
前記電子写真感光体へ接する摺擦部材をさらに具備し、
前記処理部が前記摺擦部材の摺擦力を制御することを特徴とする請求項１に記載の電子写真装置。
【請求項３】
前記電子写真装置の状態を表示する表示器をさらに具備し、
前記処理部が前記表示器に前記電子写真感光体の状態を示す信号を出力することを特徴とする請求項１に記載の電子写真装置。
【請求項４】
複数の前記光学センサが前記電子写真感光体の長手方向に配置され、
前記処理部が複数の前記光学センサによって計測され算出された各計測位置での酸化ケイ素膜の膜厚に応じて、前記摺擦部材の摺擦力を変更する制御を行うことを特徴とする請求項２に記載の電子写真装置。
【請求項５】
複数の前記光学センサが前記電子写真感光体の長手方向に配置され、
前記処理部が前記表示器に、前記光学センサによって計測され算出された、各計測位置での酸化ケイ素膜の膜厚に応じた信号を出力することを特徴とする請求項３に記載の電子写真装置。
【請求項６】
前記表面層がＳｉ、Ｃ、およびＨで構成されていることを特徴とする請求項１乃至５のいずれかに記載の電子写真装置。
【請求項１】
導電性基体の上に形成された光導電層と、前記光導電層の上にケイ素化合物で形成された表面層を、少なくとも含む電子写真感光体を有する電子写真装置であって、
少なくとも発光素子と受光素子とを含み、反射光を計測可能な光学センサと、
前記受光素子が受け取った反射光に対応する電気信号を反射率に換算する反射率変換部と、
前記表面層の表面が酸化ケイ素膜に変質しない場合における通紙枚数に対応する基準の反射率を算出する基準反射率算出部と、
前記基準の反射率と、前記反射率変換部によって換算された反射率とから前記表面層の表面の変質によって形成された酸化ケイ素膜の膜厚を演算する酸化ケイ素膜算出部と、
前記酸化ケイ素膜算出部を用いて算出された酸化ケイ素膜の膜厚に基づいて、前記酸化ケイ素膜に係る処理を行う処理部と、
を具備することを特徴とする電子写真装置。
【請求項２】
前記電子写真感光体へ接する摺擦部材をさらに具備し、
前記処理部が前記摺擦部材の摺擦力を制御することを特徴とする請求項１に記載の電子写真装置。
【請求項３】
前記電子写真装置の状態を表示する表示器をさらに具備し、
前記処理部が前記表示器に前記電子写真感光体の状態を示す信号を出力することを特徴とする請求項１に記載の電子写真装置。
【請求項４】
複数の前記光学センサが前記電子写真感光体の長手方向に配置され、
前記処理部が複数の前記光学センサによって計測され算出された各計測位置での酸化ケイ素膜の膜厚に応じて、前記摺擦部材の摺擦力を変更する制御を行うことを特徴とする請求項２に記載の電子写真装置。
【請求項５】
複数の前記光学センサが前記電子写真感光体の長手方向に配置され、
前記処理部が前記表示器に、前記光学センサによって計測され算出された、各計測位置での酸化ケイ素膜の膜厚に応じた信号を出力することを特徴とする請求項３に記載の電子写真装置。
【請求項６】
前記表面層がＳｉ、Ｃ、およびＨで構成されていることを特徴とする請求項１乃至５のいずれかに記載の電子写真装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【公開番号】特開２０１０−１４５４４７（Ｐ２０１０−１４５４４７Ａ）
【公開日】平成２２年７月１日（２０１０．７．１）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００８−３１９２５８（Ｐ２００８−３１９２５８）
【出願日】平成２０年１２月１６日（２００８．１２．１６）
【出願人】（０００００１００７）キヤノン株式会社 (59,756)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２２年７月１日（２０１０．７．１）
【国際特許分類】
【出願日】平成２０年１２月１６日（２００８．１２．１６）
【出願人】（０００００１００７）キヤノン株式会社 (59,756)
【Ｆターム（参考）】
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