JP2006047106A - 感光体特性評価装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 試験領域を形成する開口部の大きさ変化による測定誤差を生じない電子写真用感光体試験装置を提供すること。
【解決手段】 少なくとも、電子写真用感光体試料片をセット可能な開口部を持つターンテーブルと、ターンテーブルを高速で回転させるターンテーブル回転手段と、放電ワイヤからのコロナ放電によって前記電子写真感光体試料片を帯電する帯電手段と、露光手段とを有する電子写真用感光体の特性を評価する試験装置であって、前記放電器は前記開口部以外の前記ターンテーブル方向に放電する放電域を有しないものであり、該ターンテーブルの径方向で測った開口部の長さと帯電器の放電領域の長さを合わせるように構成されたことを特徴とする電子写真用感光体試験装置。
【選択図】 図６

Description

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用感光体の検査装置に関し、誘電体薄膜の非接触、非破壊の電気特性測定等に応用される。

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（Ｑ）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（Ｃ）を非破壊、非接触で測定する装置で、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した測定装置が記載されている。

電子写真用感光体（以下、感光体と略す）に要求される特性として、帯電能、電荷保持能、感度等が挙げられる。これらの特性の評価には、少なくとも電子写真プロセスが有するコロナ帯電器による帯電手段、露光手段を有する感光体評価装置が用いられることが多い。例えば、概略構成図の図１に示す様な、感光体試料片の特性評価装置（（株）川口電気製作所製ＥＰＡ８２００）がある。この特性評価装置の測定方法は、ターンテーブル（１）には感光体試料片を装着する開口部（３）が設けられており、開口部（３）の大きさは、例えば、中心から見て４４°の開口角度をもち、面積は１９．３６ｃｍ^２（開口部：４４×４４ｍｍ）である。更に、ターンテーブル（１）に付属して導電性金属板からなる試料片押さえ板（２）が設けられている。

また、ターンテーブル（１）は、感光体試料片をコロナ帯電器（４）に対向させるような位置で停止することができ、また、実機と同程度のスピードで回転させることができ、また、試料片を帯電させて帯電の立ちあがりの様子を観察するため、高速で回転させて試料片をコロナ帯電器（４）に何度も通過させることができるようになっている。

コロナ帯電器（４）から試料片に与えられ試料片を充電するパルス電流は、所定の検出間隔で電流計（６）に送られその中の平滑化回路で平滑化等がされた後、Ａ／Ｄ変換器（８）で変換されコントローラ（９）に送られ演算処理される。

また、試料片の表面電位は、コロナ帯電器（４）と別の位置に配置された表面電位計（７）のモニタ部である表面電位計電極（５）でモニタされ、モニタされた信号は所定の検出間隔で表面電位計（７）に送られ、その中の増幅器で増幅等がされた後、Ａ／Ｄ変換器（８）で変換され、コントローラ（９）に送られ演算処理される。

このような電子写真用感光体評価装置の計測により算出される帯電能・電荷保持性能・感度等の特性評価において、正確な電位計測は必要条件であり正確な計測により精度の良い特性値が得られる。

またこの評価装置では、サイズ４４×４４（ｍｍ）よりも小さい感光体試料片を測定する場合は、開口部にφ２０（ｍｍ）の開口部をもった治具を取り付けることが可能であり、それによりサイズφ２０（ｍｍ）までの感光体試料片を測定可能としている。

しかしながら、同じ感光体試料片を開口部サイズ４４×４４（ｍｍ）で測定した場合と、開口部サイズφ２０（ｍｍ）で測定したときの結果を比較した場合、放電条件が同じになるように帯電を行なっても、その表面電位は、サイズφ２０（ｍｍ）の方が低いという現象が起きる（電位測定結果については図２参照）ことが見い出された。この問題を解消し、開口部サイズの違いにより電位が変化しない感光体特性評価装置が要望される。

上記問題に関しては、この現象を鋭意検討の結果、帯電器のサイズが、開口部のサイズ４４×４４（ｍｍ）に対応して設計されているため、開口部のサイズをφ２０（ｍｍ）に変えて感光体を帯電させると、コロナ放電電流が開口部以外の部分に流れ、感光体面への放電が少なくなってしまうことが原因であることが分かった。（図３に開口部サイズ４４×４４（ｍｍ）のときの放電状況概略図を示す。また、図４に開口部サイズφ２０のときの放電状況概略図を示す。）また、帯電に関して感光体面の電位が大きくなるに従い、開口部以外の部分と感光体面の電位差が大きくなるため、更に感光体面に電流が流れなくなり、その結果、帯電されにくくなる現象も発生していることが分かった（放電状況概略図を図５に示す）。

従来、この様な現象について、詳細に記載された例は見られない。例えば、特許文献１の特開平１０−２８２０５７号公報では、図１のような感光体試料片の特性評価装置を利用しての静電容量算出方法について述べられている。しかしながら、この特許文献では開口部のサイズと帯電器のサイズの関連については述べられていなかった。

特開平１０‐２８２０５７号公報

したがって、本発明の目的は、試験領域を形成する開口部の大きさ変化による測定誤差を生じない電子写真用感光体試験装置を提供することにある。

上記課題は、本発明の（１）「少なくとも、電子写真用感光体試料片をセット可能な開口部を持つターンテーブルと、ターンテーブルを高速で回転させるターンテーブル回転手段と、放電ワイヤからのコロナ放電によって前記電子写真感光体試料片を帯電する帯電手段と、露光手段とを有する電子写真用感光体の特性を評価する試験装置であって、前記放電器は前記開口部以外の前記ターンテーブル方向に放電する放電域を有しないものであり、該ターンテーブルの径方向で測った開口部の長さと帯電器の放電領域の長さを合わせるように構成されたことを特徴とする電子写真用感光体試験装置。」、（２）「前記コロナ帯電器は、試験領域を形成する開口部の大きさに応じて放電域長さを変化させるよう構成されたものであることを特徴とする上記（１）に記載の電子写真用感光体試験装置。」、（３）「前記帯電器の前記ワイヤの長さＬ１と、前記試料片をセット可能な前記開口部のターンテーブルの径方向の長さＬ２との関係が、次式

を満たすように構成されたことを特徴とする上記（２）に記載の電子写真用感光体試験装置。」、（４）「前記帯電器に使用されるコロナ帯電器の少なくとも一部をマスクすることにより、放電域長さを変化させることが可能であるように構成されたことを特徴とする上記（１）に記載の電子写真用感光体試験装置。」、（５）「帯電器のマスクによって覆われない帯電可能域の長さＬ３と、前記試料片がセット可能な開口部におけるターンテーブルの径方向の長さＬ４との関係が、次式

を満たすように構成されたことを特徴とする請求項４に記載の電子写真用感光体試験装置。」により達成される。

請求項１の電子写真用感光体試料片をセット可能な開口部を持つターンテーブルと、ターンテーブルにより高速で回転させる回転手段と、ワイヤからのコロナ放電によって感光体試料片を帯電する帯電手段と、露光手段とを有する電子写真用感光体の特性を評価する試験装置にあっては、被測定試料片をセット可能な開口部でのターンテーブルの径方向の長さと、帯電器の放電領域の長さを合わせるように構成させるので、感光体面への放電が測定開口サイズによらず一定にすることができる。

請求項２の、帯電工程で使用されるコロナ帯電器のワイヤ長さの変化により、放電領域を変化させるよう構成される電子写真用感光体試験装置は、ワイヤ長さを変化させることによって感光体面への放電が測定開口サイズによらず一定にすることができる。

請求項３の電子写真用感光体試験装置においては、帯電器のワイヤ長さＬ１は、試料片がセット可能な開口部におけるターンテーブルの径方向と同じ方向の長さＬ２との関係が、次式

を満たすように構成させるので、感光体面への放電が測定開口サイズによらず一定になる。

請求項４の電子写真用感光体試験装置においては、帯電器に使用されるコロナ帯電器にマスクを付けることにより被試験片に対向する実質的放電領域を変化させることが可能であるように構成させるので、開口部が変化してもコロナ帯電器を変えることなく、マスクの大きさで容易に感光体面への放電が測定開口サイズによらず一定にすることができる。

請求項５
請求項４記載の電子写真用感光体試験装置において、帯電器のマスクによって覆われていない部分の帯電可能な領域の長さＬ３は、試料片がセット可能な開口部におけるターンテーブルの径方向と同じ方向の長さＬ４との関係が、次式

を満たすように構成させるので、感光体面への放電が測定開口サイズによらず一定にすることができる。

以下に、本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。
本発明に係る電子写真用感光体（以下、感光体と略す）の特性評価装置は従来測定装置と同様、図１に示す装置を使用する。
まず測定に先立ち、開口部（３）に感光体試料片を装着せずに開口部（３）を塞ぎ、この開口部（３）がコロナ帯電器（４）の真上にくるようにして静止させる。コロナ帯電器（４）の放電を開始し、試料片押さえ板（２）に流れる電流値を検出し、所定の値に調整する。

次に、開口部（３）に感光体の試料片を感光面が下向きになるように装着して、試料片押さえ板（２）により固定し、ターンテーブル（１）を所定の回転数になるよう回転させる。回転が安定したところでコロナ帯電器（４）により放電を開始し、帯電能・電荷保持性能・感度等の特性値を計測する。

実施例１（請求項１・２に対応）
図１と同様の特性評価装置において、感光体試料片をセットする開口部の形状は正方形でサイズは４４×４４（ｍｍ）である特性評価装置を用いて、感光体試料片（リコーＳＰ２０００用感光体と同じ材料・処方構成の試料片）を高速で回転し（回転数：１０００ｒｐｍ）、コロナ帯電器により放電を行なった。その際、帯電器の大きさは３０×１００（ｍｍ）で、帯電器の開口部のワイヤ長さを４６（ｍｍ）とした場合を実施例１ａとする（図６参照）。
また、実施例１ａの感光体試料片をセットする開口部に、開口部の形状が円形でφ２０（ｍｍ）サイズの治具を取り付け、帯電器の大きさとワイヤ長さは実施例１ａと同じ条件で実施した場合を比較例１ａとする（図７参照）。
また、比較例１ａと同様の条件で、帯電器の大きさが３０×７０（ｍｍ）、帯電器の開口部のワイヤ長さを２０（ｍｍ）とした場合を実施例１ｂとする（図８参照）。
それぞれ条件における帯電開始からの帯電電位推移結果を表１に示す。（帯電器の真上に来るように開口部を静止したときに感光体試料片押さえ板へ流れる電流値は、実施例１ａが−１８μＡ、比較例１ａと実施例１ｂは−５μＡに設定。）

表１の結果から、感光体試料片をセット可能な開口部においてターンテーブルの径方向と同じ方向の長さと、帯電工程で使用されるワイヤ長さを合わせない場合は、電位の推移が変化し正確な測定ができないことが判る。

実施例２（請求項３に対応）
図１と同様の特性評価装置において、感光体試料片をセットする開口部の形状は正方形でサイズは４４×４４（ｍｍ）である特性評価装置を用いて、感光体試料片（リコーＳＰ２０００用感光体と同じ材料・処方構成の試料片）を高速で回転し（回転数：１０００ｒｐｍ）、コロナ帯電器により放電を行なった。その際、帯電器の大きさは３０×１００（ｍｍ）で、帯電器の開口部のワイヤ長さを４６（ｍｍ）とした場合を実施例２ａとする。
また、実施例２ａの感光体試料片をセットする開口部に、開口部の形状が円形でφ２０（ｍｍ）サイズの治具を取り付け、帯電器の大きさとワイヤ長さは実施例２ａと同じ条件で実施した場合を比較例２ａとする。
また、比較例２ａと同条件で、帯電器の大きさが３０×１００（ｍｍ）、帯電器の開口部のワイヤ長さが２４（ｍｍ）とした場合を比較例２ｂとする。
また、比較例２ａと同条件で帯電器の大きさが３０×１００（ｍｍ）、帯電器の開口部のワイヤ長さを２２（ｍｍ）とした場合を実施例２ｂとする。
また比較例２ａと同条件で、帯電器の大きさが３０×１００（ｍｍ）、帯電器の開口部のワイヤ長さを２０（ｍｍ）とした場合を実施例２ｃとする。
それぞれの条件における帯電開始からの帯電電位推移結果を表２に示す。（帯電器の真上に来るように開口部を静止したときに感光体試料片押さえ板に流れる電流値は、実施例１ａが−１８μＡ、他は全て−５μＡに設定。）

表２の結果から、開口部の長さＬ１とワイヤの長さＬ２の関係が、

でなければ、電位の推移に変化を及ぼし、正確な電位の測定ができていないことが判る。

実施例３（請求項１・４に対応）
図１と同様の特性評価装置において、感光体試料片をセットする開口部の形状は正方形でサイズは４４×４４（ｍｍ）である特性評価装置を用いて、感光体試料片（リコーＳＰ２０００用感光体と同じ材料・処方構成の試料片）を高速で回転し（回転数：１０００ｒｐｍ）、コロナ帯電器により放電を行なった。その際、帯電器の大きさは ３０×１００（ｍｍ）で、帯電器の開口部のワイヤ長さを４６（ｍｍ）とした場合を実施例３ａとする。（図６参照）
また、実施例３ａの感光体試料片をセットする開口部に、開口部の形状が円形でφ２０（ｍｍ）サイズの治具を取り付け、帯電器の大きさとワイヤ長さは実施例３ａと同じ条件で実施した場合を比較例３ａとする（図７参照）。
また、比較例３ａと同条件で、帯電器の大きさは３０×１００（ｍｍ）、帯電器に絶縁性（材質：アクリル、厚み：０．５ｍｍ）のマスクを取り付け、帯電器の開口長を２０（ｍｍ）とした場合を実施例３ｂとする（図８参照）。
それぞれの条件における帯電開始からの帯電電位推移結果を表３に示す。（帯電器の真上に来るように開口部を静止したときに、感光体試料片押さえ板に流れる電流値は、実施例３ａが−１８μＡ、比較例３ａと実施例３ｂは−５μＡに設定。）

表３の結果から、感光体試料片をセット可能な開口部においてターンテーブルの径方向と同じ方向の長さと、帯電器の開口部の長さを合わせない場合は、電位の推移が変化し正確な測定ができていないことが判る。

実施例４（請求項５に対応）
図１と同様の特性評価装置で感光体試料片をセットする開口部の形状は正方形でサイズは４４×４４（ｍｍ）である特性評価装置を用いて、感光体試料片（リコーＳＰ２０００用感光体と同じ材料・処方構成の試料片）を高速で回転し（回転数：１０００ｒｐｍ）、コロナ帯電器により放電を行なった。その際、帯電器の大きさは３０×１００（ｍｍ）で、帯電器の開口部のワイヤ長さを４６（ｍｍ）とした場合を実施例４ａとする。
また、実施例４ａの感光体試料片をセットする開口部に、開口部の形状が円形でφ２０（ｍｍ）サイズの治具を取り付け、帯電器の大きさが３０×１００（ｍｍ）で、帯電器の開口部の長さを４６（ｍｍ）とした場合を比較例４ａとする。
また、比較例４ａと同条件で、帯電器に絶縁性（材質：アクリル、厚み：０．５ｍｍ）のマスクを取り付け、帯電器の開口部の長さを２４（ｍｍ）とした場合を比較例４ｂとする。
また、比較例４ａと同条件で、帯電器の開口部の長さを２２（ｍｍ）とした場合を実施例４ｂとする。
また、比較例４ａと同条件で、帯電器の開口部の長さを２０（ｍｍ）とした場合を実施例４ｃとする（図９参照）。
それぞれの条件における帯電開始からの帯電電位推移結果を表４に示す。（帯電器の真上に来るように開口部を静止したときに感光体試料片押さえ板に流れる電流値は、実施例４ａが−１８μＡ、他は全て−５μＡに設定。）

表４の結果から、帯電器における開口部の長さＬ３とターンテーブル開口部の長さＬ４の関係が、

でなければ、電位の推移に変化を及ぼし、正確な電位の測定ができていないことが判る。

感光体試料片の特性評価装置の１例である。 感光体試料片の電位測定結果図である。 放電状況の１例を示す概略図である。 放電状況の他の１例を示す概略図である。 放電状況の他の１例を示す概略図である。 本件の実施例１ａ等の特性評価装置の概略図である。 本件の比較例１ａ等の特性評価装置の概略図である。 本件の実施例１ｂ等の特性評価装置の概略図である。 本件の実施例４ｃ等の特性評価装置の概略図である。

符号の説明

１：ターンテーブル
２：試料片押え板
３：開口部
４電子写真用感光体試験装置において、：コロナ帯電器
５：表面電位計電極部・露光装置
６：電流計測・平滑化回路、他
７：表面電位計：アンプ回路、他
８：インターフェース（Ａ／Ｄ変換）
９：コントローラー
１０：ワイヤ
１１：開口部
１２：帯電器マスク（斜線部）
１３：電子写真感光体

Claims (5)

1. 少なくとも、電子写真用感光体試料片をセット可能な開口部を持つターンテーブルと、ターンテーブルを高速で回転させるターンテーブル回転手段と、放電ワイヤからのコロナ放電によって前記電子写真感光体試料片を帯電する帯電手段と、露光手段とを有する電子写真用感光体の特性を評価する試験装置であって、前記放電器は前記開口部以外の前記ターンテーブル方向に放電する放電域を有しないものであり、該ターンテーブルの径方向で測った開口部の長さと帯電器の放電領域の長さを合わせるように構成されたことを特徴とする電子写真用感光体試験装置。
2. 前記コロナ帯電器は、試験領域を形成する開口部の大きさに応じて放電域長さを変化させるよう構成されたものであ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試験装置。
3. 前記帯電器の前記ワイヤの長さＬ１と、前記試料片をセット可能な前記開口部のターンテーブルの径方向の長さＬ２との関係が、次式
   

   

   を満たすように構成されたことを特徴とする請求項２に記載の電子写真用感光体試験装置。
4. 前記帯電器に使用されるコロナ帯電器の少なくとも一部をマスクすることにより、放電域長さを変化させることが可能であるように構成されたことを特徴とする請求項１に記載の電子写真用感光体試験装置。
5. 帯電器のマスクによって覆われない帯電可能域の長さＬ３と、前記試料片がセット可能な開口部におけるターンテーブルの径方向の長さＬ４との関係が、次式
   

   

   を満たすように構成されたことを特徴とする請求項４に記載の電子写真用感光体試験装置。
   
   
   

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