JP2012098659A - 電子写真用感光体の特性評価方法および特性評価装置 - Google Patents

Abstract

【課題】感光体の異常を精度良く検知すると共にその位置情報まで把握する事が可能な感光体の特性評価方法及び装置を提供する事。
【解決手段】感光体の表面を帯電させる帯電工程と、前記感光体の表面電位を計測する工程と、前記感光体と前記帯電手段の離間距離を計測する工程と、前記感光体の周方向における複数位置について前記表面電位と前記離間距離の相関関係を表す関数を算出する工程と、前記複数位置夫々について前記関数から予め定められた所定の前記感光体と前記帯電手段の離間距離における所定離間距離帯電電位を算出する工程と、前記複数位置夫々について算出された前記所定離間距離帯電電位から、当該複数位置についての平均帯電電位を算出する工程と、前記複数位置夫々について前記所定離間距離帯電電位と前記平均帯電電位の電位差を求め、当該電位差が所定値を超えた前記感光体の周方向位置を欠陥位置として検出する工程を備えることを特徴とする。
【選択図】図１

Description

本発明は、レーザプリンタ、複写機等の電子写真方式の画像形成装置に用いられる電子写真用感光体の特性評価方法および特性評価装置に関するものである。

電子写真用感光体は、複写機、レーザプリンタなどの電子写真プロセスを応用した画像形成装置において、最も重要な構成要素の一つであり、画像形成装置本体の性能を引き出すために、様々な特性を満足する必要がある。そのため、感光体は出荷前に電子写真に関する様々な特性の検査が行われている。また、新規の電子写真装置用として、新規の感光体を開発する場合には、開発過程において試作した感光体の電子写真に関する様々な特性についての評価が行われており、電子写真用感光体の特性評価装置についても種々提案されている。

例えば、特許文献１には、着脱可能な感光体ドラムを回転可能に保持するとともに、保持された感光体ドラム表面を軸心方向のほぼ全域にわたって帯電させる帯電装置、及び該帯電装置による帯電位置から感光体ドラムの回転方向下流側位置にて、該感光体ドラムの表面を軸心方向のほぼ全域にわたって露光する光源を有する露光ユニットと、感光体ドラムを所定方向に回転させる感光体ドラム回転手段と、該感光体ドラムの軸心方向に移動可能に配置されており、前記光源による露光位置よりも感光体ドラムの回転方向下流側にて該感光体ドラムの表面の電位を測定する電位センサと、該電位センサを感光体ドラムの軸方向へ移動させるセンサ移動手段と、該電位センサによる測定位置よりも感光体ドラムの回転方向下流側位置にて該感光体ドラムの表面を軸方向のほぼ全域にわたって除電する除電装置とを具備する感光体ドラムの感光体特性測定装置が記載されている。

しかし、特許文献１のような感光体ドラムの感光体特性測定装置では、同形状の該感光体ドラムは１つのチャック治具で対応しており、該チャック治具は該感光体ドラムの内径公差を考慮して作られる。このため、該感光体ドラムによっては基体の内径と該チャック治具との外径差が大きくなり、実機以上に該感光体ドラムの振れが発生してしまう。該感光体ドラムの振れが大きいと、該帯電装置と該感光体ドラムとの距離が、該感光体ドラム表面内の位置により大きく異なる。このため、該帯電装置と該感光体ドラムとの距離の変動による帯電電位ムラが生じてしまい、これは、感光体の帯電特性（塗工ムラ、異物付着、膜厚ムラ等による帯電電位ムラ）を評価する際にノイズとなり、測定精度を低下させる要因となる。

このようなドラムの振れによる帯電電位ムラを抑制する方法として、特許文献２では、感光体ドラムの振れ量と帯電電位との関係に基づいて求められたドラム１周内の振れ量により発生すると予測される１周内の帯電電位ムラΔＶ１と、測定時に得られた帯電電位ムラΔＶ２との関係から、感光体ドラムの異常を検知する特性評価方法が記載されている。
しかしながら、特許文献２の技術では、感光体ドラム１周内のうち、どの位置に異常があるのかを検知することはできず、感光体の帯電特性を評価するには不十分であった。

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、電子写真用感光体ドラム内の各位置において、帯電装置と電子写真用感光体ドラムとの距離の変動がない状態での電子写真用感光体の帯電電位を求めることにより、電子写真用感光体ドラムの異常を精度良く検知するとともに、その位置情報まで把握することが可能な電子写真用感光体の特性評価方法および特性評価装置を提供することを目的とする。

上記課題を解決するために本発明に係る電子写真用感光体の特性評価方法および特性評価装置は、具体的には下記（１）〜（６）に記載の技術的特徴を有する。

（１）：電子写真用感光体の表面を帯電手段により帯電させる帯電工程と、帯電した前記電子写真用感光体の表面電位を表面電位計測手段により計測する表面電位計測工程と、前記電子写真用感光体と前記帯電手段との離間距離を変位量計測手段により計測する変位量計測工程と、前記電子写真用感光体の周方向における複数位置について、前記表面電位と前記離間距離との相関関係を表す関数を算出する関数算出工程と、前記電子写真用感光体の周方向の複数位置それぞれについて、前記関数から、予め定められた所定の前記電子写真用感光体と前記帯電手段との離間距離における所定離間距離帯電電位を算出する所定離間距離帯電電位算出工程と、前記電子写真用感光体の周方向の複数位置それぞれについて算出された前記所定離間距離帯電電位から、当該周方向の複数位置についての平均帯電電位を算出する平均帯電電位算出工程と、前記電子写真用感光体の周方向の複数位置それぞれについて、前記所定離間距離帯電電位と前記平均帯電電位との電位差を求め、当該電位差が所定値を超えた前記電子写真用感光体の周方向の位置を欠陥位置として検出する欠陥位置検出工程と、を備えることを特徴とする電子写真用感光体の特性評価方法である。
上記（１）の構成によれば、帯電手段と電子写真用感光体との距離の変動（感光体ドラムの振れ）により発生する帯電電位ムラを排除できるため、電子写真用感光体の異常を精度良く検知するとともに、その位置情報まで把握することができる。

（２）：前記変位量計測手段が非接触型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の特性評価方法である。
上記（２）の構成によれば、電子写真感光体を損傷させずに電子写真感光体の異常検出を精度良く行うことができる。

（３）：前記変位量計測手段の変位量計測方式が渦電流方式であることを特徴とする上記（１）または（２）に記載の電子写真用感光体の特性評価方法である。
上記（３）の構成によれば、光学方式で生じる感光体への光照射による感光体特性への影響がないため、電子写真感光体の異常検出を精度良く行うことができる。

（４）：前記表面電位計測工程により表面電位が計測された後の前記電子写真用感光体表面を除電手段により除電する除電工程と、前記帯電手段、前記除電手段、前記表面電位計測手段及び前記変位量計測手段を、移動手段により前記電子写真用感光体の回転軸方向における所望の位置に移動させる移動工程と、を備えることを特徴とする上記（１）乃至（３）のいずれか１項に記載の電子写真用感光体の特性評価方法である。
上記（４）の構成によれば、電子写真用感光体の軸方向の任意の位置において、帯電手段と電子写真用感光体との距離の変動（感光体ドラムの振れ）により発生する帯電電位ムラを排除して、電子写真用感光体１周内の欠陥を精度良く検知するとともに、その位置情報まで把握することができる。また、軸方向位置を移動させながら、上記（１）の構成を繰り返し実施することにより、電子写真用感光体全体の欠陥を精度良く検知するとともに、その位置情報まで把握することができる。

（５）：電子写真用感光体の表面を帯電させる帯電手段と、帯電した前記電子写真用感光体の表面電位を計測する表面電位計測手段と、前記電子写真用感光体と前記帯電手段との離間距離を計測する変位量計測手段と、前記電子写真用感光体の周方向における複数位置について、前記表面電位と前記離間距離との相関関係を表す関数を算出する関数算出手段と、前記電子写真用感光体の周方向の複数位置それぞれについて、前記関数から、予め定められた所定の前記電子写真用感光体と前記帯電手段との離間距離における所定離間距離帯電電位を算出する所定離間距離帯電電位算出手段と、前記電子写真用感光体の周方向の複数位置それぞれについて算出された前記所定離間距離帯電電位から、当該周方向の複数位置についての平均帯電電位を算出する平均帯電電位算出手段と、前記電子写真用感光体の周方向の複数位置それぞれについて、前記所定離間距離帯電電位と前記平均帯電電位との電位差を求め、当該電位差が所定値を超えた前記電子写真用感光体の周方向の位置を欠陥位置として検出する欠陥位置検出手段と、を備えることを特徴とする電子写真用感光体の特性評価装置である。

（６）：前記表面電位計測手段により表面電位が計測された後の前記電子写真用感光体表面を除電する除電手段と、前記帯電手段、前記除電手段、前記表面電位計測手段及び前記変位量計測手段を、前記電子写真用感光体の回転軸方向における所望の位置に移動させる移動手段と、を備えることを特徴とする上記（５）に記載の電子写真用感光体の特性評価装置である。

本発明によれば、電子写真用感光体ドラムの異常を精度良く検知するとともに、その位置情報まで把握することが可能な電子写真用感光体の評価方法および評価装置を提供することができる。

本発明の電子写真用感光体特性評価装置の正面の概略図の一例である。 本発明の電子写真用感光体特性評価装置の側面の概略図の一例である。 電子写真用感光体の周方向の膜厚分布である（軸方向位置は端部から１１０ｍｍの位置）。 電子写真用感光体の周方向の膜厚分布である（軸方向位置は端部から２７０ｍｍの位置）。 比較例１で測定した電子写真用感光体１周分の帯電器と感光体間の距離（ｄ）分布と帯電電位（ＶＤ）分布である。右側の縦軸はｄを、左側の縦軸はＶＤを表す。横軸は感光体の周方向の位置（°）を表す。 ｄとＶＤとの関係の一例を表すグラフ及び該グラフより算出した関係式（近似関数）である。縦軸はＶＤを、横軸はｄを表す。 実施例１で求めた電子写真用感光体の周方向の帯電電位分布である（軸方向位置は端部から１１０ｍｍの位置）。縦軸は、電子写真用感光体の帯電電位を表す。横軸は、電子写真用感光体の周方向の位置（°）を表す。 比較例２で測定した電子写真用感光体１周分の帯電器と感光体間の距離（ｄ）分布と帯電電位（ＶＤ）分布である。右側の縦軸はｄを、左側の縦軸はＶＤを表す。横軸は感光体の周方向の位置（°）を表す。 実施例１で求めた電子写真用感光体の周方向の帯電電位分布である（軸方向位置は端部から２７０ｍｍの位置）。縦軸は、電子写真用感光体の帯電電位を表す。横軸は、電子写真用感光体の周方向の位置（°）を表す。

本発明に係る電子写真用感光体の特性評価方法は、電子写真用感光体の表面を帯電手段により帯電させる帯電工程と、帯電した前記電子写真用感光体の表面電位を表面電位計測手段により計測する表面電位計測工程と、前記電子写真用感光体と前記帯電手段との離間距離を変位量計測手段により計測する変位量計測工程と、前記電子写真用感光体の周方向における複数位置について、前記表面電位と前記離間距離との相関関係を表す関数を算出する関数算出工程と、前記電子写真用感光体の周方向の複数位置それぞれについて、前記関数から、予め定められた所定の前記電子写真用感光体と前記帯電手段との離間距離における所定離間距離帯電電位を算出する所定離間距離帯電電位算出工程と、前記電子写真用感光体の周方向の複数位置それぞれについて算出された前記所定離間距離帯電電位から、当該周方向の複数位置についての平均帯電電位を算出する平均帯電電位算出工程と、前記電子写真用感光体の周方向の複数位置それぞれについて、前記所定離間距離帯電電位と前記平均帯電電位との電位差を求め、当該電位差が所定値を超えた前記電子写真用感光体の周方向の位置を欠陥位置として検出する欠陥位置検出工程と、を備えることを特徴とする。

次に、本発明に係る電子写真用感光体の特性評価方法及び電子写真用感光体の特性評価装置についてさらに詳細に説明する。
尚、以下に述べる実施の形態は、本発明の好適な実施の形態であるから技術的に好ましい種々の限定が付されているが、本発明の範囲は以下の説明において本発明を限定する旨の記載がない限り、これらの態様に限られるものではない。

＜帯電手段（帯電工程）＞
前記帯電手段は、前記電子写真用感光体の表面を帯電する手段である。
前記帯電手段としては、例えば、コロトロン帯電方式、スコロトロン帯電方式等のコロナ帯電方式を利用した非接触帯電手段などが挙げられる。これらの中でも、スコロトロン帯電方式の帯電器が、帯電電位の制御性が高いため好ましい。

前記帯電手段は、前記電子写真用感光体（詳細は後述する）の軸方向に移動可能に設けられている。また、前記帯電手段は、電子写真用感光体の径方向にも単独で進退可能な構造であることが、前記電子写真用感光体との距離を調節でき、様々なドラム径の電子写真用感光体に対応できる点で好ましい。

＜表面電位検出手段（表面電位検出工程）＞
前記表面電位検出手段は、露光前の前記電子写真用感光体の帯電電位、及び露光後の前記電子写真用感光体の露光後電位の少なくともいずれかを検出する手段である。露光前の前記電子写真用感光体の帯電電位を検出する手段は必ず設ける必要があるが、露光後の前記電子写真用感光体の露光後電位を検出する手段は、露光手段により露光を行い、露光後電位を計測する場合のみ設ける必要がある。

前記表面電位検出手段ユニットとしては、前記電子写真用感光体の帯電電位及び露光後電位の少なくともいずれかをモニタすることができるものであれば、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができる。また、前記表面電位検出手段には、接触型と非接触型があるが、接触型のものであると電子写真用感光体を傷つける恐れがあるため、非接触型のものが好ましい。

前記電子写真用感光体の帯電電位及び露光後電位の少なくともいずれかをモニタする方法としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、前記電子写真用感光体を、前記帯電手段により帯電した後、若しくは後述する露光手段により露光した後、前記電子写真用感光体の帯電電位及び露光後電位の少なくともいずれかを前記表面電位計プローブで測定し、前記表面電位計に信号を送ることにより前記電子写真用感光体の帯電電位及び露光後電位の少なくともいずれかをモニタする方法などが挙げられる。

前記表面電位検出手段は、前記電子写真用感光体の軸方向に移動可能に設けられている。また、前記表面電位検出手段は、電子写真用感光体の径方向にも単独で進退可能な構造であることが、前記電子写真用感光体との距離を調節でき、様々なドラム径の電子写真用感光体に対応できる点で好ましい。

＜除電手段（除電工程）＞
前記除電手段は、前記電子写真用感光体の帯電電位を除電する手段である。前記除電手段としては、前記電子写真用感光体を除電することができれば、特に制限はなく、公知の除電手段の中から適宜選択することができ、例えば、除電ランプなどが挙げられる。
前記除電手段は、前記電子写真用感光体の軸方向に移動可能に設けられている。また、前記除電手段は、電子写真用感光体の径方向にも単独で進退可能な構造であることが、前記電子写真用感光体との距離を調節でき、様々なドラム径の電子写真用感光体に対応できる点で好ましい。

＜変位量計測手段（変位量計測工程）＞
前記変位量計測手段は、前記電子写真用感光体と前記変位量計測手段との距離の変動（変位量）を計測する手段である。
前記変位量計測手段は、前記電子写真用感光体の軸方向に移動可能に設けられている。また、前記変位量計測手段は、電子写真用感光体の径方向にも単独で進退可能な構造であることが、前記電子写真用感光体との距離を調節でき、様々なドラム径の電子写真用感光体に対応できる点で好ましい。
尚、前記変位量計測手段は、前記電子写真用感光体と当該変位量計測手段との離間距離を測定するものである。しかしながら、前記変位量計測手段と前記帯電手段との距離が一定に保たれることで、実質的に前記電子写真用感光体と前記帯電手段との離間距離を測定しているものとみなすことができる。

前記変位量計測手段には、接触型と非接触型があるが、接触型のものであると電子写真用感光体を傷つける恐れがあるため、非接触型のものが好ましい。非接触型として、レーザ変位センサ、渦電流式変位センサを用いることができるが、光学方式の変位センサでは、感光体に光をあて、感光体特性に影響を与えるため、渦電流式変位センサを使用することが好ましい。

＜関数算出手段（関数算出工程）＞
前記関数算出手段は、前記電子写真用感光体の周方向における複数位置について、前記表面電位計測手段で計測された表面電位と前記変位量計測手段で計測された離間距離との相関関係を表す関数を算出する手段である。
この電子写真用感光体の周方向における複数位置とは、例えば電子写真用感光体ドラムの周方向において等間隔に１０°の位置、合計３６点が挙げられる。この間隔が狭いほどより高精度な異常検知が可能であるため好ましいが、間隔が狭いほど異常検知のための評価に要する時間が長くなるため、求める異常検知精度に応じて適宜間隔を決めることが望ましい。
前記関数算出手段は、例えば後述するコントローラ１７に備えられてなり、関数を算出可能であれば、特に制限はなく、周知慣用のものを用いることができる。

＜所定離間距離帯電電位算出手段（所定離間距離帯電電位算出工程）＞
前記所定離間距離帯電電位算出手段は、前記電子写真用感光体の周方向の複数位置それぞれについて、前記関数から、予め定められた所定の前記電子写真用感光体と前記帯電手段との離間距離における所定離間距離帯電電位を算出する手段である。
前記所定離間距離帯電電位算出手段は、例えば後述するコントローラ１７に備えられてなり、所定離間距離帯電電位を算出可能であれば、特に制限はなく、周知慣用のものを用いることができる。

＜平均帯電電位算出手段（平均帯電電位算出工程）＞
前記平均帯電電位算出手段は、前記電子写真用感光体の周方向の複数位置それぞれについて算出された前記所定離間距離帯電電位から、当該周方向の複数位置についての平均帯電電位を算出する手段である。即ち、例えば等間隔に１０°の位置、合計３６点で所定離間距離帯電電位を計測した場合、この３６点でのデータを平均化して平均帯電電位とする。
前記平均帯電電位算出手段は、例えば後述するコントローラ１７に備えられてなり、平均帯電電位を算出可能であれば、特に制限はなく、周知慣用のものを用いることができる。

＜欠陥位置検出手段（欠陥位置検出工程）＞
前記欠陥位置検出手段は、前記電子写真用感光体の周方向の複数位置それぞれについて、前記所定離間距離帯電電位と前記平均帯電電位との電位差を求め、当該電位差が所定値を超えた前記電子写真用感光体の周方向の位置を欠陥位置として検出する手段である。
前記欠陥位置検出手段は、例えば後述するコントローラ１７に備えられてなり、欠陥位置を検出可能であれば、特に制限はなく、周知慣用のものを用いることができる。

＜その他の構成＞
その他の構成としては、例えば、露光手段、前記帯電手段に電圧を供給するワイヤ電極及びグリッド電極、前記ワイヤの高圧電源、前記グリッドの電源、前記高圧電源及び前記電源の電源スイッチなどが挙げられる。

−露光手段−
前記露光手段は、前記電子写真用感光体を露光する手段である。前記露光手段は、前記電子写真用感光体を露光することができるものであれば、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができる。
前記露光手段の光源としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、蛍光灯、タングステンランプ、ハロゲンランプ、水銀灯、ナトリウム灯、発光ダイオード（ＬＥＤ）、半導体レーザ（ＬＤ）、エレクトロルミネッセンス（ＥＬ）などの発光物全般などが挙げられる。また、前記露光手段は、所望の波長域の光のみを前記電子写真用感光体ドラムに照射するために、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等の各種フィルターを用いることもでき、照度を下げるために、ニュートラルデンシティフィルターを用いることもできる。

前記露光手段は、前記電子写真用感光体の軸方向に移動可能に設けられている。また、前記露光手段は、電子写真用感光体の径方向にも単独で進退可能な構造であることが、前記電子写真用感光体との距離を調節でき、様々なドラム径の電子写真用感光体に対応できる点で好ましい。

−高圧電源、電源、及び電源スイッチ−
前記高圧電源、電源、及び電源スイッチとしては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができる。
前記高圧電源、電源、及び電源スイッチの制御手段としては、特に制限はなく、従来公知のものをそのまま用いることができる。

−電子写真用感光体−
前記電子写真用感光体としては、その材質、形状、大きさ、構造などについては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができる。
前記材質としては、例えば、アモルファスシリコン、セレン、ＣｄＳ、ＺｎＯ等の無機感光体；ポリシラン、フタロポリメチン等の有機感光体（ＯＰＣ）、などが挙げられる。
前記大きさとしては、電子写真用感光体特性評価装置の大きさ、仕様などに応じて適宜選択することができる。
前記電子写真用感光体の形状については、ドラム状であれば、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができる。

前記有機感光体（ＯＰＣ）は、（１）光吸収波長域の広さ、光吸収量の大きさ等の光学特性、（２）高感度、安定な帯電特性等の電気的特性、（３）材料の選択範囲の広さ、（４）製造の容易さ、（５）低コスト、（６）無毒性、などの理由から一般に広く応用されている。このような有機感光体の層構成としては、単層構造と、積層構造とに大別される。
前記単層構造の感光体は、支持体と、該支持体上に単層型感光層を設けてなり、更に必要に応じて、保護層、中間層、その他の層を有してなる。
前記積層構造の感光体は、支持体と、該支持体上に電荷発生層、及び電荷輸送層を少なくともこの順に有する積層型感光層を設けてなり、更に必要に応じて、保護層、中間層、の他の層を有してなる。

−移動手段−
前記移動手段は、前記帯電手段を前記電子写真用感光体の軸方向に移動させる手段である。前記移動手段は、前記帯電手段の前記電子写真用感光体の軸方向への移動と対応して、前記表面電位検出手段、前記露光手段、及び前記除電手段を、同一軸方向位置に同時に移動させる設計であることが好ましい。これにより、軸方向の所望の位置の特性について計測することができる。
前記移動手段としては、特に制限はなく、公知の移動手段の中から適宜選択することができ、例えば、ステッピングモータなどが挙げられる。

ここで、本発明における電子写真用感光体特性評価装置について、図面を参照しながら以下に詳しく説明する。図１は、本発明の電子写真用感光体特性評価装置の正面の概略図であり、図２は、本発明の電子写真用感光体特性評価装置の側面の概略図である。なお、これらの概略図は一例であってこれに限定されるものではない。

図１の電子写真用感光体特性評価装置は、電子写真用感光体ドラム１を帯電する帯電手段６であるスコロトロン帯電器、スコロトロン帯電器のワイヤ電極へ電圧を供給する為の高圧電源７、スコロトロン帯電器のグリッド電極へ電圧を供給する為の電源１２、高圧電源７及び電源１２の電源スイッチ１５、電子写真用感光体ドラム１の帯電電位を測定する表面電位検出手段である表面電位計プローブ１３、電子写真用感光体ドラム１を露光する露光手段２、電子写真用感光体ドラム１の露光後電位を測定する表面電位検出手段である表面電位計プローブ３、及び電子写真用感光体ドラム１を除電する除電手段である除電用光源８を有している。

前記帯電手段６（スコロトロン帯電器）、表面電位計プローブ１３、露光手段２、表面電位計プローブ３、前記除電手段８（除電用光源）は、電子写真用感光体ドラム１の径方向及び軸方向に進退可能な構造となっており、径方向に関してはそれぞれを個別に移動することができ、個別の位置に配置できる。ただし、軸方向に関しては、これらの全てが同時に移動し、同一軸方向位置に配置される。

この電子写真用感光体特性評価装置において、図２に示す電子写真用感光体ドラム１は、両端にドラムチャック治具２０で前記電子写真用感光体特性評価装置内に保持され、主軸１８がチャック治具２０の中心を通っている。前記電子写真用感光体特性評価装置の手前側（電子写真用感光体ドラム１の一端側）の面板２１と、奥側（電子写真用感光体ドラム１の他端側）の面板２２とが主軸１８の軸受け機構となっており、主軸１８はモータ１６に繋がったベルト１９によって図１の矢印の方向に回転する機構となっている。電子写真用感光体ドラム１の回転角度は、図２に示す主軸１８の端部に取り付けられたロータリーエンコーダ１１により測定され、電子写真用感光体ドラム１の回転角度に関する情報は、図１に示すコントローラ１７へと送られる。高圧電源７から前記スコロトロン帯電器のワイヤ電極に、また、電源１２から前記スコロトロン帯電器のグリッド電極にそれぞれ電圧が出力され、前記スコロトロン帯電器によって電子写真用感光体ドラム１が帯電される。

また、図１に示すように、電子写真用感光体ドラム１の帯電電位は、表面電位計プローブ１３からモニタ部である表面電位計１４に送られモニタされ、信号処理回路９に送られる。その後Ａ／Ｄ変換器１０によってＡ／Ｄ変換され、コントローラ１７へと送られ、演算処理される。

電子写真用感光体ドラム１中の通過電流は、信号処理回路５、Ａ／Ｄ変換器１０を通じて、コントローラへと送られ、通過電流を把握することも可能である。また、コントローラ１７は電子写真用感光体ドラム１を回転させるモータ１６内の図示しないモータドライバに接続されている。モータドライバでは、回転数を出力する機能、回転数をリモート制御可能な機能も付加されているため、回転数制御と回転数の認識も可能である。

電子写真用感光体ドラム１の周りのユニット（前記スコロトロン帯電器、表面電位計プローブ１３、露光手段２、表面電位計プローブ３、前記除電用光源）は、デジタルリレー出力２５によってＯＮ／ＯＦＦ制御されている。また、露光手段２を用いて、電子写真用感光体ドラム１の露光が行われ、電子写真用感光体ドラム１の露光後電位は、表面電位計プローブ３及び表面電位計４を使用することによって、帯電手段６によって帯電された後の帯電電位と同様にして測定できる。電子写真用感光体ドラム１の露光後電位を取り除く場合は、除電手段８（除光用光源）を使用し取り除くことが可能であり、電子写真用感光体ドラム１の帯電特性、光減衰特性などの評価が可能である。

また、変位量計測手段２３に接続されたアンプユニット２４によって、電子写真用感光体ドラム１と変位量計測手段２３との距離の情報がコントローラ１７に送られ、集録される。また、コントローラ１７には、集録された電子写真用感光体ドラム１と変位量計測手段２３との距離の情報と帯電電位の情報から関係式を算出する機能があり、更に所定の電子写真用感光体ドラム１と変位量計測手段２３との距離情報を予め与えておくことで、所定の電子写真用感光体ドラム１と変位量計測手段２３との距離に対応した帯電電位を関係式から算出することも可能である。

前記電子写真用感光体特性評価装置は、光を透過しない暗箱あるいは暗幕などで覆われていることが好ましい。前記電子写真用感光体特性評価装置が、暗箱又は暗幕で覆われていないと、試験時に風、光、温度などの外部環境の影響を受け、正確な特性評価が困難となる。ただし、コントローラ及び信号処理回路など、前記電子写真用感光体ドラムの評価に影響のないものに関しては、暗箱あるいは暗幕で覆う必要はない。

以下に本発明の実施例を挙げて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何ら限定されるものではない。

以下に示す比較例及び実施例では、図１及び図２のような電子写真用感光体特性評価装置を用いて電子写真用感光体の特性評価を行った。前記電子写真用感光体特性評価装置において、帯電手段６としては内製したスコロトロン帯電器を、前記スコロトロン帯電器のワイヤ電極に電圧を印加する高圧電源７はＴＲＥＫ社製を、前記スコロトロン帯電器のグリッド電極に電圧を印加する電源１２は松定プレシジョン株式会社製をそれぞれ用いた。除電手段８としての除電用光源はスタンレー電気社製ＬＥＤ（波長：６６０ｎｍ）の加工品である。表面電位検出手段である表面電位計プローブ１３と表面電位計１４はＴＲＥＫ社製である。変位量計測手段２３はキーエンス社製の非接触型渦電流式変位センサを、アンプユニット２４はキーエンス社製のアンプユニットを使用した。
モータ１６はオリエンタルモーター株式会社製、コントローラ１７は株式会社キーエンス製のシーケンサ及び日立社製のＰＣ、Ａ／Ｄ変換器１０は株式会社キーエンス製Ａ／Ｄ変換器、デジタルリレー出力２３は株式会社キーエンス製である。それ以外の信号処理回路などは、全て内製した電子写真用感光体特性評価装置を使用した。

また、使用した電子写真用感光体は、株式会社リコー製のＲＩＣＯＨＰｒｏＣ９００に搭載された感光体ドラム（直径１００ｍｍ、全長３８０ｍｍ）と同処方であり、図３のようにドラム軸方向に端部から１１０ｍｍの位置でドラム１周内に４箇所（０°、１４０°、１９０°、２７０°の位置）、図４のようにドラム軸方向に端部から２７０ｍｍの位置でドラム１周内に２箇所（１００°、２４０°の位置）の欠陥を有する感光体ドラムを使用した。

＜比較例１＞
従来技術の問題点である、帯電器と感光体間の距離（ｄ）と帯電電位（ＶＤ）との関係について評価した。
電子写真用感光体ドラム１の端部から軸方向に１１０ｍｍの位置で、電子写真用感光体ドラム１の１周分の帯電を行い、１周内１０°間隔で３６位置（０°、１０°、・・・、３４０°、３５０°）でのＶＤを測定した。ワイヤ印加電圧は−６．２５ｋＶ、グリッド印加電圧は−８００Ｖ、電子写真用感光体ドラム１の線速は２００ｍｍ／秒に設定した。また、変位センサはＶＤを計測した時の帯電器と同位置に設置して、前記１周内の３６位置のｄについて測定を行った。

図５にＶＤの測定結果を△で、ｄの測定結果を□で示す。
図５から、ｄが増大すると、ＶＤが減少し、ｄの距離が減少すると、ＶＤが増加することがわかる。即ち、ｄの変動はＶＤに大きく影響を与えることが確認された。

ドラム１周内のＶＤの平均値を算出すると、７．９９６５［×−１００Ｖ］となる。ここでは、±２Ｖ以上の電位ムラを感光体の欠陥として捉え、この平均値に対する周方向各位置の電位差が±２Ｖ未満（８．０１６５［×−１００Ｖ］＞ＶＤ＞７．９７６５［×−１００Ｖ］）かどうか判定した。判定結果を表１に示す。判定結果の「○」は平均値に対する各位置の電位差が±２Ｖ未満の場合を示し、「×」は±２Ｖ以上の場合を示す。

また、図５において、ドラム１周内のＶＤの平均値±２Ｖの範囲を網掛けした。そして、その範囲外のＶＤを円で囲った。

判定が×の位置（図５で網掛けの範囲外のＶＤの位置）と、図３の膜厚分布から得た欠陥位置とが完全には対応していないことがわかる。したがって、感光体の膜厚偏差による欠陥を正確に判断できていないといえる。
このように、ｄ変動によるＶＤ変化が大きい場合には、感光体の膜厚偏差による欠陥により微小なＶＤ変化が生じていたとしても、ｄ変動によるＶＤ変化に埋もれてしまい、欠陥の発見が難しくなる。

＜実施例１＞
感光体の径方向に対する帯電器の設置位置を、比較例１の設置位置を基準位置ｐ［ｍｍ］として、５箇所（ｐ−２［ｍｍ］、ｐ−１［ｍｍ］、ｐ［ｍｍ］、ｐ＋１［ｍｍ］、ｐ＋２［ｍｍ］）変えて、比較例１と同様に、電子写真用感光体ドラム１の端部から軸方向に１１０ｍｍの位置で、感光体ドラム１の１周内１０°間隔で３６位置（０°、１０°、・・・、３４０°、３５０°）でのＶＤ及びｄを測定した。ワイヤ印加電圧、グリッド印加電圧、電子写真用感光体ドラム１の線速は、比較例１と同条件とした。また、変位センサはＶＤを計測した時の帯電器と同位置に設置して、ｄについて測定を行った。

測定結果から、感光体ドラム１周内の３６位置それぞれにおいて、ｄとＶＤの関係を表す近似関数を求め、近似関数からｄが１．８［ｍｍ］でのＶＤを算出する。測定結果から作成した０度の位置でのｄとＶＤの関係を表すグラフを図６に示す。図６から求めた近似関数は、ＶＤ＝−０．５７９１５ｄ^２＋１．２７６３８ｄ＋７．５９８６４であり、ｄ＝１．８［ｍｍ］でのＶＤは、８．０１９７［×−１００Ｖ］となる。同様にして、その他の３５位置（１０°、２０°、・・・、３４０°、３５０°）についても近似関数を求め、近似関数からｄ＝１．８ｍｍでのＶＤを算出した。各位置において求めた近似関数及びＶＤを表２に示す。算出したＶＤを元に作成したＶＤ分布を図７に▲で示す。

ｄ＝１．８ｍｍでのドラム１周内のＶＤの平均値を算出すると、７．９９５１［×−１００Ｖ］となる。この平均値に対する各位置の電位差が±２Ｖ未満（８．０１５１［×−１００Ｖ］＞ＶＤ＞７．９７５１［×−１００Ｖ］）かどうか判定した。判定結果を表２に記載した。判定結果の「○」は平均値に対する各位置の電位差が±２Ｖ未満の場合を示し、「×」は±２Ｖ以上の場合を示す。

また、図７において、平均値に対する各位置の電位差が±２Ｖの範囲を網掛けし、その範囲外のＶＤを丸で囲った。表２で判定が×の位置（図７で網掛けの範囲外のＶＤの位置）は０°、１４０°、１９０°、２７０°の４箇所であり、図３の膜厚分布の欠陥位置と一致することが分かる。
したがって、ｄ変動がない状態での感光体ドラム１周内の各位置におけるＶＤを求める事により、感光体の欠陥位置を精度よく検出することが可能となる。

＜比較例２＞
比較例１と同様にして、電子写真用感光体ドラム１の端部から軸方向に２７０ｍｍの位置で、電子写真用感光体ドラム１の１周分の帯電を行い、１周内の１０°間隔で３６位置（０°、１０°、・・・、３４０°、３５０°）でのＶＤを測定した。ワイヤ印加電圧、グリッド印加電圧、電子写真用感光体ドラム１の線速は、比較例１、実施例１と同条件とした。また、変位センサはＶＤを計測した時の帯電器と同位置に設置して、ｄについて測定を行った。

図８から、ｄが増大すると、ＶＤが減少し、ｄの距離が減少すると、ＶＤが増加することがわかる。即ち、ｄの変動はＶＤに大きく影響を与えることが確認された。
ドラム１周内のＶＤの平均値を算出すると、７．９８２２［×−１００Ｖ］となり、この平均値に対する周方向各位置の電位差が±２Ｖ未満（８．００２２［×−１００Ｖ］＞ＶＤ＞７．９６２２［×−１００Ｖ］）かどうか判定した。判定結果を表３に示す。判定結果の「○」は±２Ｖ未満の場合を示し、「×」は±２Ｖ以上の場合を示す。

また、図８において、ドラム１周内のＶＤの平均値±２Ｖの範囲を網掛けした。そして、その範囲外のＶＤを円で囲った。判定が×の位置（図５で網掛けの範囲外のＶＤの位置）と、図４の膜厚分布から得た欠陥位置とが完全には対応していないことがわかる。したがって、比較例１と同様、感光体の膜厚偏差による欠陥を正確に判断できていないといえる。

＜実施例２＞
実施例１と同様に、感光体の径方向に対する帯電器の設置位置を、比較例１、２の設置位置を基準位置ｐ［ｍｍ］として、５箇所（ｐ−２［ｍｍ］、ｐ−１［ｍｍ］、ｐ［ｍｍ］、ｐ＋１［ｍｍ］、ｐ＋２［ｍｍ］）変えて、電子写真用感光体ドラム１の端部から軸方向に２７０ｍｍの位置で、感光体ドラム１の１周内１０°間隔で３６位置（０°、１０°、・・・、３４０°、３５０°）でのＶＤ及びｄを測定した。ワイヤ印加電圧、グリッド印加電圧、電子写真用感光体ドラム１の線速は、比較例１、２及び実施例１と同条件とした。また、変位センサはＶＤを計測した時の帯電器と同位置に設置して、ｄについて測定を行った。

実施例１と同様の方法で、測定結果から、感光体ドラム１周内の３６位置それぞれにおいて、ｄとＶＤの関係を表す近似関数を求め、近似関数からｄが１．８［ｍｍ］でのＶＤを算出した。各位置において求めた近似関数及びＶＤを表４に示す。
感光体ドラム１周内の３６位置のｄ＝１．８ｍｍでのＶＤについて平均値を算出すると、７．９８２２［×−１００Ｖ］となる。この平均値に対する各位置の電位差が±２Ｖ未満（８．００２２［×−１００Ｖ］＞ＶＤ＞７．９６２２［×−１００Ｖ］）かどうか判定し、判定結果を表４に記載した。判定結果の「○」は平均値に対する各位置の電位差が±２Ｖ未満の場合を、「×」は±２Ｖ以上の場合を示す。

また、算出したＶＤを元に作成したＶＤ分布を図９に▲で示す。軸方向のＶＤの平均値に対する各位置の電位差が±２Ｖ未満の範囲を網掛けし、その範囲外のＶＤを円で囲った。

表２と表４を比較すると明らかなように、ドラム周方向位置が同じでも、軸方向の位置が異なることによって、近似関数が異なる。したがって、ドラム全体において、ｄ変動がない状態での感光体ドラムの各位置におけるＶＤを求めるためには、軸方向の位置に応じて、近似関数及び近時関数から求めたＶＤを算出する必要があると言える。
また、表３及び図８から端部から１００°と２４０°位置が判定結果「×」（±２Ｖ未満の範囲外）となっており、図４の膜厚分布の欠陥位置と一致することがわかる。
したがって、ドラム軸方向位置が移動しても、ｄ変動がない状態での感光体ドラム１周内の各位置におけるＶＤを求める事により、感光体の欠陥位置を精度よく検出することが可能といえる。

１ 感光体ドラム
２ 露光装置
３ 表面電位計プローブ
４ 表面電位計
５ 信号処理回路
６ 帯電器
７ 高圧電源
８ 除電用光源
９ 信号処理回路
１０ ＡＤ変換器
１１ ロータリーエンコーダ
１２ 電源
１３ 表面電位計プローブ
１４ 表面電位計
１５ 電源スイッチ
１６ モータ
１７ コントローラ
１８ 主軸
１９ ベルト
２０ ドラムチャック治具
２１ 面板（手前側）
２２ 面板（奥側）
２３ 変位センサ
２４ アンプユニット

特開平４−２６８５２号公報 特開２０１０−１１７５８０号公報

Claims (6)

1. 電子写真用感光体の表面を帯電手段により帯電させる帯電工程と、
   帯電した前記電子写真用感光体の表面電位を表面電位計測手段により計測する表面電位計測工程と、
   前記電子写真用感光体と前記帯電手段との離間距離を変位量計測手段により計測する変位量計測工程と、
   前記電子写真用感光体の周方向における複数位置について、前記表面電位と前記離間距離との相関関係を表す関数を算出する関数算出工程と、
   前記電子写真用感光体の周方向の複数位置それぞれについて、前記関数から、予め定められた所定の前記電子写真用感光体と前記帯電手段との離間距離における所定離間距離帯電電位を算出する所定離間距離帯電電位算出工程と、
   前記電子写真用感光体の周方向の複数位置それぞれについて算出された前記所定離間距離帯電電位から、当該周方向の複数位置についての平均帯電電位を算出する平均帯電電位算出工程と、
   前記電子写真用感光体の周方向の複数位置それぞれについて、前記所定離間距離帯電電位と前記平均帯電電位との電位差を求め、当該電位差が所定値を超えた前記電子写真用感光体の周方向の位置を欠陥位置として検出する欠陥位置検出工程と、を備えることを特徴とする電子写真用感光体の特性評価方法。
2. 前記変位量計測手段が非接触型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の特性評価方法。
3. 前記変位量計測手段の変位量計測方式が渦電流方式であ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。
4. 前記表面電位計測工程により表面電位が計測された後の前記電子写真用感光体表面を除電手段により除電する除電工程と、
   前記帯電手段、前記除電手段、前記表面電位計測手段及び前記変位量計測手段を、移動手段により前記電子写真用感光体の回転軸方向における所望の位置に移動させる移動工程と、を備えることを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１項に記載の電子写真用感光体の特性評価方法。
5. 電子写真用感光体の表面を帯電させる帯電手段と、
   帯電した前記電子写真用感光体の表面電位を計測する表面電位計測手段と、
   前記電子写真用感光体と前記帯電手段との離間距離を計測する変位量計測手段と、
   前記電子写真用感光体の周方向における複数位置について、前記表面電位と前記離間距離との相関関係を表す関数を算出する関数算出手段と、
   前記電子写真用感光体の周方向の複数位置それぞれについて、前記関数から、予め定められた所定の前記電子写真用感光体と前記帯電手段との離間距離における所定離間距離帯電電位を算出する所定離間距離帯電電位算出手段と、
   前記電子写真用感光体の周方向の複数位置それぞれについて算出された前記所定離間距離帯電電位から、当該周方向の複数位置についての平均帯電電位を算出する平均帯電電位算出手段と、
   前記電子写真用感光体の周方向の複数位置それぞれについて、前記所定離間距離帯電電位と前記平均帯電電位との電位差を求め、当該電位差が所定値を超えた前記電子写真用感光体の周方向の位置を欠陥位置として検出する欠陥位置検出手段と、を備えることを特徴とする電子写真用感光体の特性評価装置。
6. 前記表面電位計測手段により表面電位が計測された後の前記電子写真用感光体表面を除電する除電手段と、
   前記帯電手段、前記除電手段、前記表面電位計測手段及び前記変位量計測手段を、前記電子写真用感光体の回転軸方向における所望の位置に移動させる移動手段と、を備えることを特徴とする請求項５に記載の電子写真用感光体の特性評価装置。