JP2002082572A - 感光体特性評価方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 感光体の帯電特性だけでなく、感光特性、暗
減衰特性、光メモリー特性などの電子写真プロセスに関
わる様々な特性を総合的かつ高精度に検出し、各々の性
能差を厳密に検出できる評価方法を提供する。 【解決手段】 アモルフアスシリコンを主成分とする光
導電層を有する円筒状の感光体１０１の外周に、帯電手
段１０２および表面電位測定用プローブ１０３を有する
ユニット１０４が設けられている。ユニット１０４を、
感光体の母線方向の任意の場所に位置させて、感光体１
０１を回転させ帯電と表面電位測定とを行って感光体１
０１の特性を評価する。帯電手段１０２の、感光体１０
１の母線方向における有効帯電範囲は、２ｃｍ以上１５
ｃｍ以下である。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、電子写真感光体の
特性を評価する方法に関し、より詳しくは、アモルファ
スシリコン系感光体（以下、「ａ−Ｓｉ感光体」と略
す。）の特性を評価する方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】感光体は、複写機、レーザープリンター
などの電子写真プロセスを応用した装置において、最も
重要な構成要素の一つであり、電子写真装置本体の性能
を引出すために、様々な特性を満足する必要がある。こ
のため、感光体出荷前に電子写真プロセスに関わる様々
な特性の検査（良否判定）が行われている。また、新規
の電子写真装置用に新規の感光体を開発する場合には、
開発過程において複数の感光体を試作し、各感光体に対
し電子写真プロセスに関わる様々な特性についての評価
が行われる。

【０００３】従来、それらの感光体の諸特性を評価する
方法として、既存の複写機か、場合によってはその複写
機を感光体評価用に改造した装置を使って測定する方法
が良く用いられている。また、専用の評価装置として、
例えば、特公昭６４−１１９４６号公報や、特開平４−
２６５８２号公報や、特開平４−４０４６３号公報など
に記載されているように、回転する感光体の周囲に、帯
電手段、光源、電位測定センサーなどの測定用機器を配
置した構成のものが知られている。さらに、特開平６−
２７０８２号公報には、帯電手段、光源、電位センサー
などの測定機器などを取付けたユニットを感光体の軸方
向に移動させて、感光体の軸方向の特性ムラを測定する
技術が開示されている。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、ａ−Ｓ
ｉ感光体は、電子写真感光体として広く使用されている
ＯＰＣなどの有機系感光体と比べると、感光体の静電容
量が大きく、帯電性が低い。従って、帯電性に対する要
求が厳しく、また、帯電手段のグリッド電極等によるな
らし効果が有機系感光体と比べると小さい。この結果、
感光体の帯電特性やムラ特性が開発設計時の課題の一つ
となっているとともに、帯電性等の特性を厳密に調べる
必要があるため高い検査精度が必要とされている。この
ため、ａ−Ｓｉ感光体を評価するために、特に高精度に
感光体の特性を検出できる方法の確立が必要である。

【０００５】また、近年は電子写真技術の発展が目覚ま
しく、新製品が発表される周期が短くなってきている。
このため、開発期間を短縮して、かつ、技術レべルのよ
り高い製品を完成させなければならない。その上、近年
の電子写真装置はデジタル方式が中心となってきてお
り、製品毎に、プロセススピードだけでなく、露光に用
いられる光の波長が異なる場合も珍しくない。また、光
メモリーに関する感光体の特性に関しては、画質を直接
左右する重要な感光体特性であるにもかかわらず、従来
では複写機等の画出し手段を用い、画出しした画像によ
る主観的な評価しか行われていなかった。このような状
況下において、効率よく新規感光体の開発を進めていく
ためには、電子写真装置本体の試作機を用いることな
く、感光体の様々な特性に対して精度良く評価できる技
術の確立が必要である。

【０００６】本発明の目的は、以上のような背景に鑑
み、帯電特性だけでなく、感光特性、暗減衰特性、光メ
モリー特性などの電子写真プロセスに関わる様々な特性
に関して、総合的かつ高精度に測定し、感光体の性能差
を検出できる評価技術を確立することにある。

【０００７】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に、本発明は、円筒状感光体を回転させるとともに、少
なくとも帯電と表面電位測定とを行うことによって感光
体の特性を評価する方法であって、少なくとも帯電手段
および表面電位測定手段を有するユニットを、感光体の
外周部で感光体の母線方向の任意の場所に移動させて、
感光体の特性を評価する方法において、帯電手段の前記
感光体の母線方向における有効帯電範囲が２ｃｍ以上１
５ｃｍ以下であることを特徴とする。感光体はアモルフ
アスシリコンを主成分とする光導電層を有している。

【０００８】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態につい
て図面を参照して詳しく説明する。

【０００９】図１は、本発明の感光体特性評価方法を実
施するための装置の一例を表す断面図である。矢印Ｘ方
向に回転する、紙面に垂直な円筒状の感光体１０１と、
その外周部に位置しスコロトロン帯電器（帯電手段）１
０２と表面電位測定プローブ（表面電位測定手段）１０
３とが取付けられているユニット１０４とを有してい
る。帯電手段１０２と表面電位測定プローブ１０３は、
ユニット１０４内の任意の角度位置に取付け可能であ
り、また、鉛直方向に関しても感光体１０１の直径に合
せて任意の位置に取付け可能な構成となっている。ま
た、ユニット１０４は感光体１０１の母線方向に対して
移動可能であり、感光体１０１の母線方向における任意
の位置において感光体特性が測定できるだけでなく、感
光体１０１から取り外される時に傷を付けるおそれのな
いように、ユニット１０４を感光体１０１の範囲外まで
移動できるようになっている。

【００１０】図１に示した装置によって感光体１０１の
特性を評価する場合、感光体１０１に露光を行う手段が
含まれないため、いわゆる除電光レスの状態における感
光体１０１の帯電特性を評価することが可能である。こ
の場合、感光体１０１を回転させながら帯電し続ける
と、電流値によっては感光体１０１がチャージアップす
るおそれが有るので、帯電プロセス開始後１周目ないし
２周目の表面電位を測定することが好ましい。

【００１１】図２は、本発明の感光体特性評価方法を行
うための装置の他の例を表す断面図であり、図１に示し
た装置に帯電前露光手段２０５を付加した構成である。
図１に示す装置と同様の構成については、同一の符号を
付与し説明を省略する。図２の装置は、実際の複写機内
におけるプロセス条件により近い条件において、感光体
１０１の帯電特性を評価することができる。

【００１２】図２に示す装置を用い、感光体１０１の母
線方向に対する帯電手段１０２の有効帯電範囲を変化さ
せて、感光体の帯電特性を検出する能力について実験を
行った。母線方向位置は感光体１０１の中心を０ｃｍと
し、そこからの距離をプラス・マイナスで表した。実験
は、０ｃｍ位置の感光体表面電位を４５０Ｖになるよう
に調整し、その条件下にて感光体１０１の母線方向に対
する測定位置のみを変化させて、複数の位置において感
光体の表面電位を測定して行った。

【００１３】この実験結果を図３に示す。図３（ａ）
は、帯電手段１０２の有効帯電範囲を変化させた時の感
光体１０１の母線方向位置毎の帯電特性である。図３
（ｂ）は、図３（ａ）のデータの最大値−最小値を感光
体１０１の帯電母線方向ムラとして帯電手段１０２の有
効帯電範囲に対してプロットしたものである。なお、図
３に示すデータは、帯電手段１０２の有効範囲がそれぞ
れ異なる長さとなるように複数の帯電手段１０２を製作
して実験したデータであるが、長尺の帯電手段１０２の
うち不必要な部分を絶縁して帯電範囲を調整した場合に
もほぼ同様の結果であった。

【００１４】図３より明らかなように、有効帯電範囲が
短くなるほど、感光体１０１の帯電母線方向ムラが大き
くなっており、すなわち、有効帯電範囲が短い方が、感
光体１０１の位置毎の帯電能力に関する性能差を顕著に
検出できることがわかる。これは、帯電時にその帯電範
囲内において電位が平均化するように帯電がおこってし
まい、感光体１０１の位置毎の特性差が見えにくくなっ
てしまうためであると考えられる。また、感光体１０１
の評価装置として日常的に用いる場合、帯電手段１０２
が感光体１０１に対して傾いたり、部分的に汚れたりす
るなど、帯電手段１０２の要因によって均一な帯電が得
られなくなることがある。その影響で評価結果が左右さ
れることは好ましくなく、そのような影響を極力小さく
するために、有効帯電範囲は狭くすることが好ましい。

【００１５】以上の結果により、感光体１０１の性能差
を正しく検出するためには、帯電手段の有効帯電範囲を
１５ｃｍ以下とすることが必要であることがわかる。し
かしながら、有効帯電範因が２ｃｍより短くすると、帯
電そのものが非常に不安定になってしまい、うまく測定
するに至らなかった。

【００１６】図４は、本発明の感光体特性評価方法を行
うための装置の他の例を表す断面図である。図１に示す
装置と同様の構成については、同一の符号を付与し説明
を省略する。この装置は、図１，図２に示したスコロト
ロン帯電器１０２ではなく、コロトロン帯電器３０２を
有する点が、図２の装置と異なっている。

【００１７】図４に示すコロトロン帯電器３０２を用い
た場合と、図２に示すスコロトロン帯電器１０２を用い
た場合とで、感光体１０１の帯電特性差の検出能力につ
いて比較する実験を行った。実験は、有効帯電範囲が６
ｃｍであるコロトロン帯電器３０２およびスコロトロン
帯電器１０２を用い、０ｃｍ位置の感光体表面電位を４
５０Ｖになるように調整し、その条件下にて感光体１０
１の母線方向の測定位置のみを変化させて、複数の位置
において感光体１０１の表面電位を測定した。母線方向
位置は感光体の中心位置を０ｃｍとし、そこからの距離
をプラス・マイナスで表した。その結果を図５に示す。
図５より明らかなように、帯電手段としてコロトロン帯
電器３０２を用いた場合には、スコロトロン帯電器１０
２を用いた場合に比べて、感光体１０１の帯電母線方向
の表面電位のムラがさらに大きくなっている。この結果
より、帯電手段としてコロトロン帯電器３０２を用いる
ことによって、感光体１０１の帯電特性に対する性能差
をより顕著に検出できることがわかる。

【００１８】次に、感光体１０１の帯電に関る特性を評
価するための具体的な方法について詳細に説明する。図
６（ａ）〜(ｃ）に、図４に示す装置を用い、感光体１
０１の表面電荷Ｑを変化させた時の感光体表面電位Ｖを
測定し、表面電荷Ｑと表面電位Ｖとの関係、いわゆるＱ
−Ｖ特性を求めた結果を示す。ただし、感光体状の表面
電荷Ｑを直接測定することは難しいので、図６（ａ）に
示すように帯電工程において帯電器を流れる電流や、図
６（ｂ）に示すように帯電工程において感光体方向に流
れる電流や、図６（ｃ）に示すように帯電工程において
帯電器に印加する電圧と、感光体１０１の表面電位Ｖと
の相関関係を求めることによって、図６（ｄ）に示すよ
うに、Ｑ−Ｖ特性に相当する特性を代用評価した。

【００１９】これらの測定によって得られた特性は、図
６（ｄ）に模式的に示したように、ある閾値を境界とし
て２つの領域に分けることができ、図示したように、閾
値を越え感光体１０１の表面電位Ｖが一次関数的に増加
する領域を直線領域と称し、閾値以下の領域を過渡領域
と称すことにする。感光体のＱ−Ｖ特性が、図６に示す
ようになる場合、過渡領域は、帯電前に感光体１０１の
膜中に残っていたキャリアが再結合したり帯電手段から
の電界によって加速されて消滅していく過程であると推
測され、また直線領域は、帯電手段からの電荷によって
感光体１０１が帯電していく過程であると推測される。
したがって、閾値や、直線領域における傾きを求め
ることによって、感光体の帯電特性に関する評価を行う
ことができる。また、感光体１０１の表面電荷Ｑとし
て、ある基準値（図６（ｄ）に示す例では７５）を設
定し、その時の感光体１０１の表面電位Ｖをもって、感
光体の帯電性に関する評価を行うことも可能である。

【００２０】また、図７は感光体１０１の表面電位Ｖの
時間変化量(以下「電位シフト特性」と称す。）を測定
した結果を表す模式図である。すなわち、図２または図
４の装置を用い、感光体１０１を回転させ、帯電前露光
を行った状態において、帯電を開始し、帯電プロセスを
開始した時刻からの表面電位計の読み値を記録したもの
である。時間Δｔは、帯電手段１０２または３０２から
表面電位プローブ１０３までの角度を感光体表面が移動
するのに必要とする時間である。図７に示すような測定
を行うことによって、感光体１０１が回転を重ねる毎に
帯電されて、徐々に表面電位が安定していく様子を観測
することができる。この時、帯電プロセス開始後から１
周目や２周目の表面電位と、十分に安定した状態におけ
る表面電位を測定し、それらの値を比較することによっ
て電位シフト特性を評価することができる。

【００２１】図８は、本発明の感光体特性評価方法を行
うための装置の他の例を表す断面図であり、図４に示し
た装置に帯電後露光手段４０６を付加した構成である。
図４に示す装置と同様の構成については、同一の符号を
付与し説明を省略する。図８に示す例では、帯電後露光
手段４０６としてＬＥＤが用いられているが、図９に示
すように、レーザー光５０６や、ハロゲンランプのよう
なアナログ光や、アナログ光をフィルターや回折格子な
どを使って単色光とした光などを照射する構成としても
よい。

【００２２】次に、感光体１０１の感光特性を評価する
ための具体的な方法について詳細に説明する。図８に示
した装置を用いて帯電後露光量Ｅを変化させながら感光
体表面電位Ｖを測定し、両者の関係、いわゆるＥ−Ｖ特
性を測定した結果を、図１０（ａ）に示している。感光
体１０１としてａ−Ｓｉ感光体を用いた場合、図１０
（ａ）に示したように、露光量Ｅに対して一次関数的に
表面電位Ｖが減少するＥ−Ｖ特性が得られる。このよう
なＥ−Ｖ特性は、図１０（ｂ）に模式的に示したよう
に、直線領域における傾きを求める方法や、ある基
準光量（図１０（ｂ）の例では０．２μＪ／ｃｍ²）を
露光した時の表面電位または電位減衰量を求める方法
や、ある基準コントラスト電位（図１０（ｂ）の例で
は５０Ｖ（Δ４００Ｖ））となる時の露光量を求める方
法などによって感光体の感光特性を評価することができ
る。さらに、の方法で、基準光量を十分強い光量とす
ることによって、感光体の残留電位などの感光特性を評
価することができる。

【００２３】図１１は、本発明の感光体特性評価方法を
行うための装置の他の例を表す断面図であり、図８に示
した装置に第２の表面電位測定用プローブ６０７を付加
した構成である。図８に示す装置と同様の構成について
は、同一の符号を付与し説明を省略する。

【００２４】図１１に示した装置を用い、複数の表面電
位測定用プローブ１０３，６０７による表面電位測定測
定データを比較することによって、感光体１０１の電荷
保持能力に関する特性(以下「暗減衰特性」と称す。）
を評価することが可能となる。また、暗減衰特性は、２
つ以上の表面電位測定手段があれば測定可能であり、例
えば、帯電前露光手段２０５の直前や帯電手段１０２の
直前などに、第３、第４の表面電位測定手段を配備して
も有効なデータが得られる。

【００２５】図１２，１３は、感光体１０１の光メモリ
ーに関する特性を評価するための具体的な方法を説明す
るための模式図であり、測定は、図８，９，１１に示し
た装置を用いて行うことができる。

【００２６】まず、図１２に示した光メモリー特性の測
定方法について説明する。図１２（ａ）は、感光体を回
転させ、帯電後露光を行わないときに所定の表面電位と
なるように設定した状態において、帯電後露光として、
光量Ｅ１でｔ１秒露光し、その後、光量Ｅ２でｔ２秒露
光し、その後、光量Ｅ３でｔ３秒露光するというプロセ
スをｎ回（ｎは自然数）くり返した場合における、表面
電位Ｖの変化を表している。光量Ｅ１は電子写真プロセ
スで必要なコントラスト電位を得るための光量にするこ
とが好ましく、光量Ｅ２は光量Ｅ１より少ない光量にす
ることが必要であり、Ｅ２＝０としても構わない。光量
Ｅ３に関しては、実際の電子写真プロセス中における紙
間部に相当するものであり、想定する電子写真プロセス
条件に応じて様々な値に設定することができる。

【００２７】このプロセスを行うと、光量Ｅ１で露光し
た部分のゴーストがその１周後に表れるので、図示した
ように、プロセス開始時刻からＴ秒後（Ｔは回転周期）
からＴ＋ｔ１秒後までの電位Ｖｇｎを測定する。図１２
（ｂ）は、図１２（ａ）に示したプロセスを最初の露光
量のみＥ１’としたプロセスを行った場合の、表面電位
の変化を表している。光量Ｅ１’は、光量Ｅ２以下とす
ることが必要であり、Ｅ１’＝０としても構わない。そ
して、図１２（ａ）の場合と同様に、プロセス開始時刻
からＴ秒後からＴ＋ｔ１秒後までの電位Ｖｇｎ’を測定
する。こうして得られた電位データＶｇｎとＶｇｎ’と
を比較し、差分や比率を計算することによって、光メモ
リーに関する感光体１０１の特性を評価することが可能
である。この評価方法は、実際の電子写真装置を用いて
ゴースト評価用のチャートを画出しした条件をシミュレ
ートすることが可能であり、すなわち、画出しする電子
写真装置の無い段階において、画出しした結果の善し悪
しについて評価可能になる画期的な評価方法である。

【００２８】次に、図１３に示した、光メモリー特性を
測定する他の方法について説明する。図１３（ａ）は、
感光体１０１を回転させ、帯電後露光を行わないときに
所定の表面電位となるように設定した状態において、帯
電後露光として、光量Ｅ１でｎ回転分（ｎは自然数）露
光し、その後、光量Ｅ２で１回転分露光した場合におけ
る、表面電位Ｖの変化を表している。光量Ｅ１は電子写
真プロセスで必要なコントラスト電位を得るための光量
とすることが好ましく、光量Ｅ２は光量Ｅ１より少ない
光量とする必要であり、Ｅ２＝０としても構わない。こ
のプロセスを行うと、光量Ｅ１で露光した部分のゴース
トがその一周後に表れるので、図示したように、光量Ｅ
２で露光した時の電位Ｖｇを測定する。図１３（ｂ）
は、図１３（ａ）に示したプロセスを最初の露光量のみ
Ｅ１’としたプロセスを行った場合の、表面電位の変化
を表している。光量Ｅ１’は、光量Ｅ２以下とすること
が必要であり、Ｅ１’＝０としても構わない。そして、
図１３（ａ）の場合と同様に、光量Ｅ２で露光した時の
電位Ｖｇ’を測定する。こうして得られた電位データＶ
ｇ，Ｖｇ’を比較し、差分や比率を計算することによっ
て、光メモリーに関する感光体１０１の特性を評価する
ことが可能である。この評価方法は、実際の電子写真装
置を用いてゴースト評価用のチャートを画出しした条件
とは異なるが、感光体１０１のもつ光メモリーに関する
性能をより高精度に評価することができる。

【００２９】図１４は、本発明の感光体特性評価方法を
行うための装置の他の例を表す断面図であり、図１１に
示した装置に感光体１０１の表面温度を測定するための
センサー（温度測定手段）７０８を付加した構成であ
る。図１１に示す装置と同様の構成については、同一の
符号を付与し説明を省略する。

【００３０】図１４に示した装置を用い、感光体１０１
を加熱または／および冷却する温度変化手段を使って、
感光体１０１の表面温度を変化させながらその諸特性を
測定することによって、それらの特性の温度に対する依
存性を測定することが可能となる。図１５は、その一例
として帯電特性の温度依存性について評価した結果を示
す。実験条件としては、帯電時の条件を一定とし、感光
体１０１内側に配備したヒーター（図示せず）によって
感光体１０１の温度を変化させながら、表面電位および
表面温度をほぼ同時に測定した結果である。

【００３１】図１４に示す構成では、表面温度を測定す
る表面温度センサー７０８として、非接触の赤外線温度
センサーを用いたが、接触タイプの表面温度センサーを
用いた場合も同様の結果が得られる。また、感光体１０
１の表面温度を変化させる手段としては、赤外線の加熱
手段を用いたり、熱源を接触させて加熱させる手段を用
いたりしてもよい。また、一度加熱した後に、送風手段
などの冷却手段を用いて温度を下げながら感光体特性を
評価してもよい。測定した温度特性は、図１５に示した
ようにほぼ一次関数的に変化する場合もあれば、温度に
対して曲線的に変化する場合もある。上述したような感
光体１０１の帯電特性、感光特性、電位シフト特性、暗
減衰特性、光メモリー特性等の感光体特性の温度依存性
について把握することは、感光体１０１の特性設計を行
う上で非常に重要である。また、感光体１０１を加熱し
ない状態（すなわち、感光体表面がほぼ室温の状態）
と、感光体１０１を加熱した状態とで、感光体１０１の
表面温度および各種の特性を測定して比較することによ
って、感光体１０１の温度特性を評価してもよい。

【００３２】また、上述したような、感光体１０１の帯
電特性、感光特性、電位シフト特性、暗減衰特性、光メ
モリー特性、温度特性などの感光体特性を、感光体１０
１の母線方向に沿って複数の位置においてそれぞれ測定
を行うことによって、感光体１０１の諸特性の母線方向
分布を測定することが可能である。図１６は、その一例
として帯電特性の感光体母線方向分布について評価した
結果を示す。実験条件としては、帯電時の条件を一定と
し、感光体１０１の測定位置を母線方向に沿って変化さ
せながら表面電位を測定した結果である。母線方向位置
は感光体１０１の中心位置を０ｃｍとし、そこからの距
離をプラス・マイナスで表した。図１６より明らかよう
に、本発明の感光体評価方法を用いることによって、感
光体１００１の特性を、感光体母線方向の場所毎に詳細
に評価することが可能となる。

【００３３】同様に、本発明による感光体特性評価法を
用いることで、感光体１０１の周方向の特性ムラを評価
することが可能である。周方向の特性ムラは、表面電位
測定手段からの出力を読取る際に、感光体１周のデータ
の相当する部分の最大値−最小値を読取ることによって
評価することができる。また、表面電位測定手段からの
出力を、データメモリー機能のついたオシロスコープや
デジタルマルチメータなどによって記録させて、感光体
１０１の回転の様子を知らせる回転信号を発生させる手
段を用意し、その回転信号を使って感光体１０１の回転
とメモリー手段の動作とを同期させることによって、感
光体特性の周方向分布についてさらに詳しく測定するこ
とが可能となる。

【００３４】図１７は、感光体の回転の様子を知らせる
回転信号を発生させる回転信号発生手段を表す模式図で
ある。図１７（ａ）に示した構成において、窓１９０２
を有する回転板１９０１を感光体１０１と同一角速度で
回転させると、感光体１０１が１回転する毎にフォトセ
ンサー１９０３の前方を窓１９０２が横切るので、感光
体１０１が１回転する毎にパルス信号（回転信号）を発
生させることができる。同様の原理によって、図１７
（ｂ）に示すように、感光体１０１が一回転する毎に回
転棒１９０４がフォトセンサー１９０３をＯＮ／ＯＦＦ
させるように、感光体１０１と同一角速度で回転させる
構成を用いてもよい。また、感光体の回転手段から回転
に関する回転信号を得てもよい。このような回転信号を
メモリー手段のトリガー信号として用いて感光体１０１
の回転と同期させ、帯電性に関する感光体１０１の周方
向分布について調べた結果を、図１８に示す。実験条件
としては、帯電時の条件を一定とした場合において、感
光体１０１の周方向位置毎に表面電位を測定した。図１
８より明らかように、本発明の感光体評価方法を用いる
ことによって、感光体の特性を感光体１０１の周方向の
場所毎に詳細に評価することが可能となる。

【００３５】さらに、感光体１０１の母線方向分布と周
方向分布を組み合せて評価することによって、感光体全
面に対する場所依存性を評価することが出来る。図１９
は、その一例を示すもので、感光体の帯電特性を感光体
の場所毎に示している。図１９の横軸は感光体の母線方
向位置、縦軸は周方向位置を表しており、帯電時の条件
を一定とした場合の感光体１０１の表面電位の高低を表
している。母線方向位置は感光体１０１の中心位置を０
ｃｍとし、そこからの距離をプラス・マイナスで表し
た。図１９に示すように感光体特性のマッピングを作製
することにより、その特性ムラを一目で把握できるよう
になる。

【００３６】図２０は、本発明の感光体特性評価方法を
行うための装置の他の例を表す断面図であり、図１４に
示した装置に、感光体１０１が回転する際の偏芯量を測
定するための偏芯量センサー（偏芯量測定手段）８０９
を付加した構成である。図１４に示す装置と同様の構成
については、同一の符号を付与し説明を省略する。

【００３７】図２０に示した装置を用い、帯電手段とし
て有効帯電範囲が６ｃｍとなるコロトロン帯電器３０２
を用い、感光体１０１の内側には感光体を加熱するため
のヒーター（図示せず）を配備して、感光体１０１の電
子写真プロセスに関わる様々な特性の評価を行った。測
定条件および測定ルーチンは、以下に示す通りである。

【００３８】はじめに、図１５に結果を示したのと同様
に、感光体母線方向の複数の位置で感光体１０１の温度
特性を測定した。そして、得られたデータの単位温度あ
たりの表面電位の変化量を計算し、温度特性を求めた。

【００３９】その後、感光体１０１のヒーターをオン
し、感光体表面温度が４２℃±１℃で一定となる状態に
おいて各測定を行った。まず、電位シフト特性を測定し
た。この時の帯電工程における電流値は１００μＡと
し、帯電開始後、２回転目の表面電位と十分に安定した
時の表面電位との差を電位シフト特性とした。

【００４０】次に、図６（ａ）に示したような、感光体
１０１のＱ−Ｖ特性を測定し、図６（ｄ）に示したよう
に、閾値および直線領域の傾きを計算し、基準値を１０
０μＡとした時の表面電位を帯電能特性とした。その後
の表面電位が４５０Ｖとなるように調整した時の表面電
位の周方向ムラをＶＤ周ムラ特性とし、その時の第１の
表面電位測定プローブ１０３からの出力と第２の表面電
位測定プローブ６０７からの出力の差を暗減衰特性とし
た。次に、図１０（ａ）に示したような感光体１０１の
Ｅ−Ｖ特性を測定し、図１０（ｂ）に示したように、直
線の傾きを計算し、基準光量を０．７μＪ／ｃｍ²とし
た時の表面電位を残留電位とし、基準コントラストをΔ
４００Ｖ（露光時の表面電位で５０Ｖ）とした時の露光
量を感度とした。また、基準コントラストが得られる条
件における表面電位の周方向ムラをＶＬ周ムラとした。
次に、図１２に示した方法により光メモリー特性の測定
を行った。光量Ｅ１は、直前の測定で求めた感度と同じ
光量とし、Ｅ２は、Ｅ１／２となる光量とし、Ｅ３およ
びＥ１’はゼロとし、図１２の光メモリー測定プロセス
を５回くり返し、各々のＶｇｎとＶｇｎ’を計算し、そ
の最大値を光メモリー特性とした。

【００４１】以上の項目を感光体の母線方向の各々の位
置において測定した。これらの一連の測定は、全て自動
制御で行った。備芯量測定センサー８０９は、感光体が
回転する時の備芯量を測定しており、偏芯量がある基準
値よりも大きくなった場合は、評価を中止するように制
御した。これは、偏芯の影響により測定結果、特に、周
方向特性に関る特性の測定結果の信頼性を高めるための
機構である。以上の結果を表１に示す。

【００４２】

【表１】 表１より明らかなように、本発明の感光体評価方法を用
いることにより、感光体の電子写真プロセスに関わる様
々な特性に対して、全自動で、かつ、高精度に定量化さ
れた評価が可能となることがわかる。

【００４３】

【発明の効果】以上説明したように、本発明の感光体の
測定方法を用いることにより、感光体の帯電特性だけで
なく、感光特性、暗減衰特性、光メモリー特性といった
電子写真プロセスに関わる様々な特性をより高精度に検
出し、感光体の性能差を厳密に評価することが可能であ
る。

【００４４】本発明による評価方法は、感光体の検査時
における測定精度および再現性が向上するという効果だ
けでなく、新規の感光体を開発する際の評価機として用
いることにより大きな効果を発揮する。すなわち、新規
の電子写真装置の試作機さえも完成しない開発の初期段
階において、完成後の電子写真装置と同等の条件におい
て様々な特性を評価することが可能であり、感光体製作
時の成膜処方と電子写真特性との相関関係を極めて高精
度に把握できるという効果を有する。また、光メモリー
特性などのように、従来では試作機を用いて実際に画出
しを行い、その画像を用いる主観的な評価しか行われて
いなかった特性についても、高精度に定量化して評価す
ることが可能となるため、試作機なして画質に関する感
光体の特性の評価が可能となるという効果を有する。こ
のようにして、開発の初期段階において開発の方向性を
見定めることができるようになり、したがって、新規の
感光体の開発期間を短縮できるというすばらしい効果を
有する。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の感光体特性評価方法を行うための装置
の一例を表す断面図である。

【図２】本発明の感光体特性評価方法を行うための装置
の他の例を表す断面図である。

【図３】（ａ）は帯電手段の有効帯電範囲を変化させた
時の感光体の母線方向位置毎の帯電特性を示す図、
（ｂ）は帯電母線方向ムラの有効帯電範囲に対する依存
性を示す図である。

【図４】本発明の感光体特性評価方法を行うための装置
のさらに他の例を表す断面図である。

【図５】コロトロン帯電器を用いた場合とスコロトロン
帯電器を用いた場合との、帯電母線方向ムラを比較して
示す図である。

【図６】（ａ）は帯電器を流れる電流と感光体表面電位
の関係を表す図、（ｂ）は感光体方向に流れる電流と感
光体表面電位の関係を表す図、（ｃ）は帯電器に印加す
る電圧と感光体表面電位の関係を表す図、（ｄ）は帯電
性の帯電特性の評価方法を表す模式図である。

【図７】感光体の表面電位の時間変化量の測定方法を説
明するための模式図である。

【図８】本発明の感光体特性評価方法を行うための装置
のさらに他の例を表す断面図である。

【図９】本発明の感光体特性評価方法を行うための装置
のさらに他の例を表す断面図である。

【図１０】（ａ）は感光体のＥ−Ｖ特性を表す図、
（ｂ）は感光体の感光特性の評価方法を表す模式図であ
る。

【図１１】本発明の感光体特性評価方法を行うための装
置のさらに他の例を表す断面図である。

【図１２】感光体の光メモリー特性の測定方法を説明す
るための模式図である。

【図１３】感光体の光メモリー特性の他の測定方法を説
明するための模式図である。

【図１４】本発明の感光体特性評価方法を行うための装
置のさらに他の例を表す断面図である。

【図１５】感光体の帯電特性の感光体表面温度に対する
依存性を表す図である。

【図１６】感光体の帯電特性の感光体母線方向分布を表
す図である。

【図１７】（ａ）は感光体の回転の様子を知らせる回転
信号を発生させる手段の一例を表す模式図、（ｂ）は感
光体の回転の様子を知らせる回転信号を発生させる他の
装置を表す模式図である。

【図１８】感光体の帯電特性の感光体周方向分布を表す
図である。

【図１９】感光体の帯電特性を感光体の場所毎に示す図
である。

【図２０】本発明の感光体特性評価方法を行うための装
置のさらに他の例を表す断面図である。

【符号の説明】

１０１ 感光体 １０２ 帯電手段（スコロトロン帯電器） １０３ 表面電位測定用プローブ（表面電位測定手
段） １０４ ユニット ２０５ 帯電前露光手段 ３０２ 帯電手段（コロトロン帯電器） ４０６ 帯電後露光手段 ５０６ レーザー光 ６０７ 第２の表面電位測定用プローブ（表面電位
測定手段） ７０８ 表面温度センサー（温度測定手段） ８０９ 偏芯量センサー（偏芯量測定手段） １９０１ 回転板（回転信号発生手段） １９０２ 窓（回転信号発生手段） １９０３ フォトセンサー（回転信号発生手段） １９０４ 回転棒（回転信号発生手段）

フロントページの続き (72)発明者 河田 将也 東京都大田区下丸子３丁目30番２号 キヤ ノン株式会社内 (72)発明者 河村 邦正 東京都大田区下丸子３丁目30番２号 キヤ ノン株式会社内 (72)発明者 唐木 哲也 東京都大田区下丸子３丁目30番２号 キヤ ノン株式会社内 Ｆターム(参考） 2H034 FA07 2H068 DA36 DA80 EA41 FA18 FC01

Claims (21)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 円筒状感光体を回転させるとともに、少
   なくとも帯電と表面電位測定とを行うことによって前記
   感光体の特性を評価する方法であって、少なくとも帯電
   手段および表面電位測定手段を有するユニットを、前記
   感光体の外周部で前記感光体の母線方向の任意の場所に
   移動させて、前記感光体の特性を評価する方法におい
   て、 前記帯電手段の前記感光体の母線方向における有効帯電
   範囲が２ｃｍ以上１５ｃｍ以下であることを特徴とする
   感光体特性評価方法。
2. 【請求項２】 前記ユニットが帯電前露光手段を有して
   おり、帯電工程の前に帯電前露光を行うことを特徴とす
   る請求項１に記載の感光体特性評価方法。
3. 【請求項３】 前記帯電前露光手段の前記感光体の母線
   方向における露光範囲が、前記帯電手段の帯電範囲より
   広いことを特徴とする請求項２に記載の感光体特性評価
   方法。
4. 【請求項４】 前記帯電手段としてコロトロン帯電器を
   用いることを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に
   記載の感光体特性評価方法。
5. 【請求項５】 前記感光体の表面に与える電荷Ｑを変化
   させて、前記感光体の表面電位Ｖを測定し、前記感光体
   のＱ−Ｖ特性によって帯電特性に関する評価を行うこと
   を特徴とする請求項１〜４のいずれか１項に記載の感光
   体特性評価方法。
6. 【請求項６】 前記感光体の表面に、ある基準電荷を与
   えた時の前記感光体の表面電位によって帯電特性に関す
   る評価を行うことを特徴とする請求項１〜４のいずれか
   １項に記載の感光体特性評価方法。
7. 【請求項７】 前記感光体の表面に、ある基準電荷を与
   えた時の前記感光体の表面電位の時間変化量を測定する
   ことを特徴とする請求項１〜４のいずれか１項に記載の
   感光体特性評価方法。
8. 【請求項８】 前記ユニットが帯電後露光手段を有して
   おり、 前記感光体を所定の電位になるよう帯電させた状態にお
   いて帯電後露光を行い、 前記帯電後露光の光量Ｅを変化させて、前記感光体の表
   面電位Ｖを測定し、前記感光体のＥ−Ｖ特性によって感
   光特性に関する評価を行うことを特徴とする請求項１〜
   ４のいずれか１項に記載の感光体特性評価方法。
9. 【請求項９】 前記ユニットが帯電後露光手段を有して
   おり、 前記感光体を所定の電位になるよう帯電させた状態にお
   いて、ある基準光量の帯電後露光を行った時の前記感光
   体の表面電位によって、感光特性に関する評価を行うこ
   とを特徴とする請求項１〜４のいずれか１項に記載の感
   光体特性評価方法。
10. 【請求項１０】 前記ユニットが帯電後露光手段を有し
    ており、 前記感光体を所定の電位になるよう帯電させた状態にお
    いて、ある基準コントラスト電位を得るために必要な帯
    電後露光量によって、感光特性に関する評価を行うこと
    を特徴とする請求項１〜４のいずれか１項に記載の感光
    体特性評価方法。
11. 【請求項１１】 前記ユニットが複数の表面電位測定手
    段を有しており、 各々の前記表面電位測定手段による前記感光体の表面電
    位測定データを比較することによって、前記感光体の減
    衰に関する特性評価を行うことを特徴とする請求項１〜
    ４のいずれか１項に記載の感光体特性評価方法。
12. 【請求項１２】 前記ユニットが帯電後露光手段を有し
    ており、 前記感光体の前周以前の履歴が暗部であった場合の表面
    電位と、明部であった場合の表面電位を測定し、それら
    を比較することによって、前記感光体の光メモリーに関
    する特性評価を行うことを特徴とする請求項１〜４のい
    ずれか１項に記載の感光体特性評価方法。
13. 【請求項１３】 前記感光体を周期Ｔにて回転させ、帯
    電後露光を行わないときに所定の電位となるように前記
    感光体を帯電させた状態において、 帯電後露光として、光量Ｅ１でｔ１秒間露光し、その
    後、光量Ｅ２でｔ２秒間露光し、その後、光量Ｅ３でｔ
    ３秒間露光するプロセスをｎ回繰返し、前記プロセス開
    始して（ｔ１＋ｔ２＋ｔ３）×（ｎ−１）＋Ｔ秒後から
    （ｔ１＋ｔ２＋ｔ３）×（ｎ−１）＋Ｔ＋ｔ１秒後まで
    に相当する部分の前記感光体の表面電位Ｖｇｎを測定
    し、 帯電後露光として、光量Ｅ１’でｔ１秒間露光し、その
    後、光量Ｅ２でｔ２秒間露光し、その後、光量Ｅ３でｔ
    ３秒間露光するプロセスをｎ回繰返し、前記プロセスを
    開始して（ｔ１＋ｔ２＋ｔ３）×（ｎ−１）＋Ｔ秒後か
    ら（ｔ１＋ｔ２＋ｔ３）×（ｎ−１）＋Ｔ＋ｔ１秒後ま
    でに相当する部分の前記感光体の表面電位Ｖｇｎ’を測
    定し、 前記光量Ｅ１，Ｅ１’，Ｅ２が０≦Ｅ１’≦Ｅ２＜Ｅ１
    の関係を満たし、ｎが自然数である時に、 ＶｇｎとＶｇｎ’との差によって、感光体の光メモリー
    に関する特性評価を行うことを特徴とする請求項１２に
    記載の感光体特性評価方法。
14. 【請求項１４】 帯電後露光を行わないときに所定の電
    位となるように前記感光体を帯電させた状態において、 帯電後露光として、光量Ｅ１で前記感光体をｎ回転分露
    光し、その後、光量Ｅ２で前記感光体を１回転分露光す
    るプロセスを行い、光量Ｅ２で露光を行っていた時の前
    記感光体の表面電位Ｖｇを測定し、 帯電後露光として、光量Ｅ１’で前記感光体をｎ回転分
    露光し、その後、光量Ｅ２で前記感光体を１回転分露光
    するプロセスを行い、光量Ｅ２で露光を行っていた時の
    前記感光体の表面電位Ｖｇ’を測定し、 前記光量Ｅ１、Ｅ１’、Ｅ２が、０≦Ｅ１’≦Ｅ２＜Ｅ
    １の関係を満たし、ｎが自然数である時に、 ＶｇとＶｇ’との差によって、前記感光体の光メモリー
    に関する特性評価を行うことを特徴とする請求項１２に
    記載の感光体特性評価方法。
15. 【請求項１５】 前記ユニットが前記感光体の温度を測
    定する手段を有し、 前記感光体を加熱または冷却することによって前記感光
    体の温度を変化させて、一種類以上の感光体特性の測定
    を行い、それらの感光体特性の温度依存性を評価するこ
    とを特徴とする請求項１〜１４のいずれか１項に記載の
    感光体評価方法。
16. 【請求項１６】 前記ユニットを前記感光体の母線方向
    に沿って移動し、複数の場所において一種類以上の感光
    体特性の測定を行い、それらの感光体特性の母線方向に
    沿う変動を測定することを特徴とする請求項１〜１５の
    いずれか１項に記載の感光体評価方法。
17. 【請求項１７】 前記感光体の回転の様子を知らせる回
    転信号を発生させる手段と、前記表面電位測定手段から
    の出力をメモリーする手段とを有し、 前記回転信号に従って、前記メモリー手段を前記感光体
    の回転と同期させて回転させながら感光体特性の測定を
    行い、感光体特性の周方向に沿う変動を測定することを
    特徴とする請求項１〜１６のいずれか１項に記載の感光
    体評価方法。
18. 【請求項１８】 前記回転信号は、前記感光体が一回転
    する毎に発生するパルス信号であることを特徴とする請
    求項１７に記載の感光体評価方法。
19. 【請求項１９】 前記感光体の回転手段、前記ユニット
    の移動手段、前記帯電手段、前記帯電前露光手段、前記
    帯電後露光手段、前記複数の表面電位測定手段、前記感
    光体を温度変化させる手段、前記温度測定手段、前記感
    光体の回転信号を発生する手段のうち、少なくとも１つ
    を制御する機構を有し、 一種類以上の感光体特性に関する、母線方向または周方
    向のいずれか一方、または両方の分布状態の測定を自動
    制御で行うことを特徴とする請求項１５〜１８のいずれ
    か１項に記載の感光体評価方法。
20. 【請求項２０】 前記ユニットが、前記感光体が回転す
    る際の偏芯量を測定する手段を有し、 前記偏芯量が所定の値を越えた場合には警告信号を発生
    することを特徴とする請求項１〜１９のいずれか１項に
    記載の感光体評価方法。
21. 【請求項２１】 前記感光体はアモルフアスシリコンを
    主成分とする光導電層を有することを特徴とする請求項
    １〜２０のいずれか１項に記載の感光体評価方法。