JP2013257407A - 潜像担持体の特性評価装置及び特性評価方法 - Google Patents

Abstract

【課題】装置の大型化や高コスト化を回避しつつ、潜像担持体の特性を精度良く評価することができる潜像担持体の特性評価装置及び特性評価方法を提供する。
【解決手段】感光体ドラム１の特性評価装置であって、感光体ドラム１を回転駆動するモーター１６と、感光体ドラム１の表面を帯電させる帯電器６と、感光体ドラム１の表面を露光する露光装置２と、帯電後の感光体ドラム１の表面の帯電電位と露光装置２による露光後の感光体ドラム１の表面の露光後電位とを検出する表面電位計プローブ１３，３と、表面電位計プローブ１３，３で検出された帯電電位及び露光後電位の検出結果に基づいて、感光体ドラム１の表面の１周内における帯電電位と露光後電位との関係を示す関係式を導出し、関係式に基づいて感光体ドラム１の表面の１周内における所定の帯電電位に均一帯電された場合の露光後電位を推定する推定手段としてコントローラ１７と、を備える。
【選択図】図１

Description

本発明は、プリンタ、複写機、ファクリミリ等の画像形成装置に用いられる潜像担持体の特性評価装置及び特性評価方法に関するものである。

従来、この種の潜像担持体として電子写真用感光体（以下、単に「感光体」ともいう。）が知られている。この感光体は、複写機、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、感光体は出荷前に様々な特性の検査が行われている。また、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様々な特性についての評価が行われている。そのため、感光体の特性評価装置についても種々提案されている。

感光体は、帯電器で一様帯電させたときに表面が均一の電位で帯電し、さらに、帯電後の表面を一定の強さの光で露光したときに、露光後の電位が均一になる特性を有することが望ましい。感光体の特性評価装置では、一般的に、感光体表面を帯電器で均一に一様帯電させた後に露光し、露光後の表面電位を検出することにより、感光体の感光特性を評価して感光体の良否を判定している。

上記感光体の特性評価装置として、例えば、特許文献１には、評価対象のドラム状の感光体（以下、「感光体ドラム」という。）をチャック治具で回転可能に保持する感光特性測定装置が開示されている。この感光特性測定装置は、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と、帯電装置による帯電位置に対して感光体ドラムの回転方向下流側の位置で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を備えている。さらに、この感光特性測定装置は、感光体ドラムの軸心方向に移動可能に配置され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感光体ドラムの表面電位を測定する電位センサと、電位センサを感光体ドラムの軸方向に沿って移動させるセンサ移動手段と、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の位置にて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備えている。

上記特許文献１の感光特性測定装置では、測定対象の感光体ドラムを１つのチャック治具でドラム内側から保持しており、そのチャック治具は感光体ドラムの内径公差を考慮して作られている。このため、感光体ドラムによっては、感光体ドラムの基体の内径とチャック治具との外径差が大きくなり、感光体ドラムが回転したときに偏心が生じ、感光体ドラムを実際の画像形成装置に組み込んで使用する場合よりも大きな振れが発生してしまうおそれがある。感光体ドラムの振れが大きいと、帯電装置と感光体ドラムとの距離が、感光体ドラム表面上の位置により大きく異なってしまう。このため、帯電装置と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う。帯電電位ムラは、感光体ドラムの露光後電位へも影響を与え、露光後電位から感光体ドラムの良否を判定する際の測定精度を低下させる要因となる。このため、特許文献１の感光特性測定装置では、帯電電位ムラが大きな場合、感光体ドラムの感光特性を正確に測定することができず、感光体ドラムの良否を正確に判断できないおそれがあり、感光体ドラムの良否を評価するには不十分である。

また、、特許文献２には、感光体ドラムと帯電器との間の距離を測定する手段と、測定した距離データを記憶する手段とを有する電子写真用感光体特性評価装置が開示されている。この電子写真用感光体特性評価装置では、所定の帯電電位に帯電するための帯電器の出力電圧と、感光体ドラムと帯電器との間の距離との関係を示す関係式を基に、感光体ドラムと帯電器との間の距離に応じて帯電器の出力電圧を変化させる。これにより、感光体ドラムと帯電器との間の距離の変動に起因して発生する帯電電位ムラを感光体ドラムの全領域に渡り抑制して感光体ドラムの感光特性を精度良く評価することができる。

しかしながら、上記特許文献２の電子写真用感光体特性評価装置では、感光体ドラムと帯電器との間の距離を計測する手段として変位センサやアンプユニットを搭載する必要があり、装置の大型化や高コスト化につながるという問題があった。

本発明は以上の問題点に鑑みなされたものであり、その目的は、装置の大型化や高コスト化を回避しつつ、潜像担持体の特性を精度良く評価することができる潜像担持体の特性評価装置及び特性評価方法を提供することである。

上記目的を達成するために、請求項１の発明は、所定電位に帯電された後に露光されることにより潜像が形成される無端移動可能な表面を有する潜像担持体の特性評価装置であって、表面が無端移動するように前記潜像担持体を駆動する駆動手段と、前記駆動手段で駆動された潜像担持体の表面を帯電させる帯電手段と、前記帯電手段によって帯電された潜像担持体の表面を露光する露光手段と、前記帯電手段による帯電後の前記潜像担持体の表面の帯電電位と前記露光手段による露光後の該潜像担持体の表面の露光後電位とを検出する表面電位検出手段と、前記表面電位検出手段で検出された帯電電位及び露光後電位の検出結果に基づいて、前記潜像担持体の表面の無端移動方向１周内における帯電電位と露光後電位との関係を示す関係式を導出し、該関係式に基づいて該潜像担持体の表面の無端移動方向１周内における所定の帯電電位に均一帯電された場合の露光後電位を推定する推定手段と、を備えたことを特徴とするものである。

本発明によれば、潜像担持体の無端移動方向１周内で帯電電位ムラが生じた場合であっても、導出した関係式から算出した補正値を用いて潜像担持体の無端移動方向１周内における、所定の帯電電位による均一帯電を行った場合の露光後電位を推定することにより、露光後電位から帯電電位ムラの影響を取り除くことができる。この帯電電位ムラの影響が取り除かれた露光後電位の推定値に基づいて、潜像担持体の特性を精度良く評価することができる。しかも、上記露光後電位から帯電電位ムラの影響を取り除くために、潜像担持体と帯電装置との間の距離を測定する変位センサやアンプ等の測定手段を設ける必要がなく、装置の大型化や高コスト化を回避することができる。よって、装置の大型化や高コスト化を回避しつつ、潜像担持体の特性を精度良く評価することができる。

本発明の一実施形態に係る特性評価装置の一例を示す正面からみた概略構成図。 同特性評価装置を側面からみた概略構成図。 感光体ドラムの表面のドラム端部から１７０［ｍｍ］だけ離れた位置におけるドラム１周内の感光体ドラムと帯電器との間の距離ｄとＶＤとの関係の一例を示すグラフ。 感光体ドラムのドラム１周内のＶＤ平均値とＶＬ平均値との関係の一例を示すグラフ。 感光体ドラムの表面のドラム端部から１７０［ｍｍ］だけ離れた位置における１周内のＶＤ及びＶＬの測定値と、均一帯電時のＶＬの推定値との関係の一例を示すグラフ。 帯電電位の平均値と基準値との差分（ΔＶＤ）と、露光後電位の平均値と基準値との差分（ΔＶＬ）との関係の一例を示すグラフ。 感光体ドラムの表面のドラム端部から５０［ｍｍ］だけ離れた位置における１周内のＶＤ及びＶＬの測定値と、均一帯電時のＶＬの推定値との関係の一例を示すグラフ。 感光体ドラムの表面のドラム端部から１１０［ｍｍ］だけ離れた位置（における１周内のＶＤ及びＶＬの測定値と、均一帯電時のＶＬの推定値との関係の一例を示すグラフ。 感光体ドラムのドラム端部から２３０［ｍｍ］だけ離れた位置における１周内のＶＤ及びＶＬの測定値と、均一帯電時のＶＬの推定値との関係の一例を示すグラフ。 感光体ドラムのドラム端部から２９０［ｍｍ］だけ離れた位置における１周内のＶＤ及びＶＬの測定値と、均一帯電時のＶＬの推定値との関係の一例を示すグラフ。

以下、本発明を潜像担持体としての電子写真用感光体の特性を評価する特性評価装置及び方法に適用した実施形態について説明する。なお、以下に示す実施形態は本発明の一例であり、本発明は本実施形態の装置及び方法に限定されるものではない。

図１は、本発明の一実施形態に係る特性評価装置の一例を正面からみた概略構成図であり、図２は、同特性評価装置を側面からみた概略構成図である。
図１において、本実施形態の特性評価装置は、評価対象である潜像担持体としてのドラム状の電子写真用感光体（以下、「感光体ドラム」という。）１を帯電する帯電手段としてのスコロトロン帯電器６と、スコロトロン帯電器６のワイヤ電極へ電圧を供給する高圧電源７と、スコロトロン帯電器６のグリッド電極へ電圧を供給する電源１２と、高圧電源７及び電源１２からの電圧供給のＯＮ／ＯＦＦを切り替えれる電源スイッチ１５とを有する。更に、本実施形態の特性評価装置は感光体ドラム１の帯電電位を測定する表面電位検出手段の第１の検出部としての表面電位計プローブ１３と、感光体ドラム１を露光する露光手段としての露光装置２と、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の第２の検出部としての表面電位計プローブ３と、感光体ドラム１を除電する除電装置の除電用光源８とを有している。また、本実施形態の特性評価装置は、感光体ドラム１の通過電流を検知するための信号処理回路５、表面電位計プローブ１３，３の信号を処理する信号処理回路９、これらの信号処理回路５，９が接続されるＡ／Ｄ変換器１０、制御手段としてのコントローラ１７、デジタルリレー駆動制御部２３等を有している。以上のようにセンサ類や信号処理回路などを構成することにより、本実施形態の特性評価装置では、感光体ドラム１の評価対象の特性として、感光体ドラムの表面を均一帯電した場合の露光後電位を評価することができる。

また、図２に示すように、本実施形態の特性評価装置は、表面が無端移動方向である周方向に移動するように感光体ドラム１を回転駆動する駆動手段として、モータ１６、主軸１８、ベルト１９、一対のドラムチャック治具２０、一対の面板２１，２２及び回転角度等を検出するロータリーエンコーダ１１を有している。

また、本実施形態の特性評価装置で評価することができる評価対象の感光体ドラム１の材質、形状、大きさ、構造などについては、特に制限はなく、本実施形態の特性評価装置は、目的に応じて適宜選択された感光体ドラム１を評価することができる。評価対象の感光体ドラム１の材質としては、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。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。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。一方、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、その他の層を有してなる。

また、評価対象の感光体ドラム１の大きさは、本実施形態の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。また、感光体ドラム１の形状については、ドラム状であれば、特に制限はなく、本実施形態の特性評価装置は、目的に応じて適宜選択されたドラム形状の感光体ドラム１を評価することができる。

スコロトロン帯電器６は、スコロトロン帯電方式のコロナ帯電方式を利用した非接触帯電器であり、感光体ドラム１の表面を帯電する。コロナ帯電方式の非接触帯電器として、コロトロン帯電方式を用いることもできるが、スコロトロン帯電方式の帯電器の方が帯電電位の制御性が高いため好ましい。

露光装置２は、感光体ドラム１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。

露光装置２の光源も特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができる。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、露光装置２は、所望の波長域の光のみを感光体ドラム１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。

表面電位検出手段は、感光体ドラム１の帯電電位及び露光後電位を検出し、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。例えば、感光体ドラム１を、スコロトロン帯電器６により帯電した後の帯電電位及び露光装置２により露光した後に露光後電位をそれぞれ表面電位計プローブ１３，３で検出し、表面電位計１４，４に信号を送ることにより、感光体ドラム１の帯電電位及び露光後電位をモニタする方法などが挙げられる。

なお、表面電位検出装置には、検出用プローブが感光体ドラム１に対して接触する接触型と接触しない非接触型とがあるが、接触型のものであると感光体ドラム１を傷つける恐れがあるため、非接触型のものが好ましい。

除電光源８としては、感光体ドラム１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。

電源１２、高圧電源７及び電源スイッチ１５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、従来公知のものをそのまま用いることができる。

スコロトロン帯電器６、表面電位計プローブ１３、露光装置２、表面電位計プローブ３、及び除電用光源８は、感光体ドラム１の径方向及び周方向と直交する幅方向である軸方向に進退移動可能に構成されている。感光体ドラム１の径方向に進退移動に構成されていることにより、感光体ドラム１との間の距離を調整でき、様々なドラム径の感光体ドラム１に対応することができる。また、感光体ドラム１の軸方向に進退移動可能に構成されていることにより、感光体ドラム１の軸方向の任意の位置及び表面の全面について帯電、露光、表面電位の計測、及び除電を行うことができる。軸方向の移動に関しては、スコロトロン帯電器６、表面電位計プローブ１３、露光装置２、表面電位計プローブ３及び除電用光源８が一体で同時に移動し、同一の軸方向における位置に配置される。これらのスコロトロン帯電器６、表面電位計プローブ１３等を一体で感光体ドラム１の軸方向に移動させる移動手段としては、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る。例えば、ステッピングモータと、ボールネジと、直動案内とを用いた移動手段などが挙げられる。

上記構成の特性評価装置において、図２に示すように、感光体ドラム１は、両端にドラムチャック治具２０で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。また、特性評価装置の手前側（感光体ドラム１の一端側（図中右側））の面板２１と、奥側（感光体ドラム１の他端側（図中左側））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。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回転角度検知手段としてのロータリーエンコーダ１１により測定され、感光体ドラム１の回転角度に関する情報が、図１に示すコントローラ１７へと送られる。

また、高圧電源７からスコロトロン帯電器６のワイヤ電極に所定の電圧が出力され、また、電源１２からスコロトロン帯電器６のグリッド電極に所定のグリッド電圧が出力され、スコロトロン帯電器６によって感光体ドラム１が帯電される。

また、図１に示すように、感光体ドラム１の帯電電位の検出信号は、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に送られてモニタされるとともに、信号処理回路９に送られる。その後、帯電電位の検出信号は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。

感光体ドラム１中の通過電流は、信号処理回路５及びＡ／Ｄ変換器１０を通じて、コントローラ１７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。

感光体ドラム１の周りのユニット（スコロトロン帯電器６、表面電位計プローブ１３、露光装置２、表面電位計プローブ３、除電用光源８）は、デジタルリレー駆動制御部２３によってＯＮ／ＯＦＦ制御されている。また、露光装置２を用いて、感光体ドラム１の露光が行われ、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、上記スコロトロン帯電器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。感光体ドラム１の露光後電位を取り除く場合は、除電用光源８を使用し除電して取り除くことが可能である。

また、コントローラ１７は、集録された感光体ドラム１の帯電電位及び露光後電位の検出結果のデータから後述する関係式（１次関数）を算出して導出する算出手段としての機能を有している。また、コントローラ１７は、更に所定の帯電電位を予め与えておくことで、感光体ドラム１の表面をドラム１周内や全領域内で所定の帯電電位に均一帯電させた場合のドラム１周内や全領域内の露光後電位を関係式から算出することも可能である。また、コントローラ１７は、後述の関係式から感光体ドラム１の１周内又は全領域内の各位置において、均一帯電が実施された場合の露光後電位を推定する手段や、均一帯電が実施された場合の露光後電位分布を求め、露光後電位分布から１周内又は全領域内の露光後電位の最大値と最小値の差の絶対値である露光後電位偏差を算出する手段としての機能も有する。なお、上記機能を有するコントローラ１７は、前記露光後電位偏差の算出が可能であれば、特に制限はなく、公知の演算手段の中から適宜選択することができる。

また、コントローラ１７は、上記露光後電位偏差が所定値以下であれば感光体ドラム１を良品と判断し、所定値を超えた場合に感光体ドラム１に問題がある不良品と判断する良否判定手段としての機能を有している。なお、良否判定手段は、感光体ドラム１の良否の判定が可能であれば、特に制限はなく、周知慣用のものを用いることができる。

また、本実施形態の特性評価装置は、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。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１７及び信号処理回路５，９など、感光体ドラム１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、本発明のより具体的な実施例について、試験例及び比較例とともに説明する。なお、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。
以下に示す試験例、比較例及び実施例では、図１及び図２に示した特性評価装置を用いて感光体ドラムの特性評価を行った。特性評価装置において、帯電手段としてのスコロトロン帯電器６は内製し、スコロトロン帯電器６のワイヤ電極に電圧を印加する高圧電源７はＴＲＥＫ社製、スコロトロン帯電器６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。除電手段としての除電用光源８はスタンレー電気社製ＬＥＤ（波長：６６０[ｎｍ]）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。また、モータ１６はオリエンタルモーター株式会社製である。コントローラ１７は株式会社キーエンス製のシーケンサと株式会社日立製作所製のＰＣとを組み合わせて構成したものである。Ａ／Ｄ変換器１０及びデジタルリレー駆動制御部２３はそれぞれ株式会社キーエンス製である。それ以外の信号処理回路５，９などは、全て内製したものを使用した。

また、本実施形態の特性評価装置で評価した感光体ドラム１としては、株式会社リコー製のカラーレーザプリンタ（型番：ＩＰＳｉＯ Ｃｏｌｏｒ ８１００）に搭載された感光体ドラム（直径３０[ｍｍ]、全長３４０[ｍｍ]）と同じ処方である感光体ドラムＡ、Ｂ、Ｃ、Ｄの４本を使用した。ここで、感光体ドラムＡ、Ｂは目視による外観検査で電荷発生層に塗膜ムラが確認されない感光体ドラムであり、感光体ドラムＣ、Ｄは目視による外観検査で電荷発生層に塗膜ムラが確認される感光体ドラムである。

また、以下に説明する試験例１，２、比較例１及び実施例１〜３では、感光体ドラム１の線速は１２５[ｍｍ／ｓ]、スコロトロン帯電器６のワイヤ印加電圧は−５２２０[Ｖ]、露光装置２による感光体ドラム１への露光エネルギーは０．２９５[μＪ／ｃｍ^２]と設定した。

〔試験例１〕
本試験例１は、感光体ドラムの表面とスコロトロン帯電器６との間の距離ｄの帯電電位（以下、「ＶＤ」という。）に対する影響を調べる試験である。本試験例１では、感光体ドラムＡのドラム端部から１７０[ｍｍ]の位置で、ドラム１周内で３６０箇所の感光体ドラムＡの表面とスコロトロン帯電器６との間の距離ｄ及びＶＤを測定した。距離ｄの測定には、キーエンス社製の非接触型渦電流式変位センサとキーエンス社製のアンプユニットを使用した。スコロトロン帯電器６のグリッドに印加されるグリッド印加電圧は−８００[Ｖ]に設定した。

図３は、本試験例１における感光体ドラムＡの表面とスコロトロン帯電器６との間の距離ｄ及びＶＤの測定結果を示すグラフである。図３から、感光体ドラム表面とスコロトロン帯電器６との間の距離ｄが増大するとＶＤが減少し、距離ｄが減少するとＶＤが増加することがわかる。即ち、上記距離ｄの変動はＶＤに大きく影響を与えることが確認された。

〔試験例２〕
本試験例２は、感光体ドラムの表面におけるＶＤの露光後電位（以下、「ＶＬ」という。）に対する影響を調べる試験である。本試験例２では、感光体ドラムＡのドラム全領域内（ドラムの端部から５０、１１０、１７０、２３０、２９０[ｍｍ]の位置×ドラム１周内（３６０箇所））の各位置で、５つのグリッド印加電圧（−７９０、−７９５、−８００、−８０５、−８１０[Ｖ]）それぞれで、ＶＤ及びＶＬを測定した。

各グリッド印加電圧で測定された感光体ドラムＡのドラム全領域内のＶＤ及びＶＬから、各グリッド印加電圧でのドラム全領域内のＶＤの平均値（以下、適宜「帯電電位平均値」という。）及びＶＬの平均値（以下、適宜「露光後電位平均値」という。）を算出した。その算出結果を表１に示す。

図４は、表１からＶＤとＶＬとの関係を求めた結果を示すグラフである。図４から、ＶＤに応じてＶＬが変動することがわかる。この結果から、感光体ドラムのドラム１周内やドラム全領域内においてＶＤのムラが発生した場合に、ＶＤのムラの影響を受けてＶＬにもムラが発生することがわかる。

〔比較例１〕
本比較例１では、感光体ドラムＡのドラム端部から１７０[ｍｍ]の位置で、ドラム１周内で３６０箇所のＶＤ及びＶＬを測定した。グリッド印加電圧は−８００[Ｖ]に設定した。

図５は、感光体ドラムＡのドラム１周内におけるＶＤ及びＶＬの測定値の分布を示すグラフである。図５から、ＶＬの分布はＶＤの分布に近い形状をしており、ＶＬ分布がＶＤ分布の影響を受けていることがわかる。ＶＬ分布の最大値と最小値の差の絶対値である露光後電位偏差（以下、「ＶＬ偏差」という。）は１４[Ｖ]である。

〔実施例１〕
本実施例１では、感光体ドラムＡのドラム端部から１７０［ｍｍ］の位置で、５つのグリッド印加電圧（−７９０、−７９５、−８００、−８０５、−８１０［Ｖ］）それぞれで、ドラム１周内で３６０箇所のＶＤ及びＶＬを測定した。

表２に、各グリッド印加電圧で測定されたドラム１周内のＶＤ及びＶＬから、各グリッド印加電圧でのドラム１周内のＶＤの平均値及びＶＬの平均値を算出した算出結果を示す。
また、表２に、グリッド電圧−８００[Ｖ]におけるドラム１周内のＶＤ平均値を基準とした場合の各グリッド印加電圧におけるドラム１周内のＶＤ平均値の変動（以下、「ΔＶＤ」という。）、グリッド印加電圧−８００[Ｖ]でのドラム１周内のＶＬ平均値を基準とした場合の各グリッド印加電圧でのドラム１周内のＶＬ平均値の変動（以下、「ΔＶＬ」という。）を、併せて示す。

図６は、ΔＶＤとΔＶＬとの関係を示すグラフである。ΔＶＤとΔＶＬとの関係式（近似関数）を求めると、次の式（１）のような一次関数が得られる。
ΔＶＬ＝０．４５４×ΔＶＤ−０．３１９・・・（１）

次に、感光体ドラム１のドラム１周内の各位置（３６０箇所）のＶＤについて、グリッド印加電圧が−８００[Ｖ]である場合の帯電電位を基準値とし、その基準値に対する差をそれぞれ算出し、ドラム１周内の各位置（３６０箇所）のΔＶＤを求める。そして、前記関係式（１）を利用して、ドラム１周内の各位置（３６０箇所）のΔＶＤからドラム１周内の各位置（３６０箇所）のΔＶＬを算出する。

感光体ドラム１のドラム１周内の各位置において、測定したＶＬと算出したΔＶＬとの和により、ドラム１周内を−８００[Ｖ]で均一帯電させた場合の１周内の各位置（３６０箇所）のＶＬを推定する。推定したＶＬから作成した均一帯電させた場合のドラム１周内のＶＬ分布を、図５に露光後電位（ＶＬ（推定値））として示す。ドラム１周内のＶＬ偏差は９[Ｖ]である。上記試験例２のＶＬ偏差が１４[Ｖ]であったので、１４−９＝５[Ｖ]が帯電プロセスに起因したＶＬ偏差として含まれていたと言える。

〔比較例２〕
本比較例２では、４種類の感光体ドラムＡ〜Ｄそれぞれについて、ドラム端部から５０、１１０、１７０、２３０、２９０[ｍｍ]の位置で、前述の比較例１と同様にして、ドラム１周内で３６０箇所のＶＤ及びＶＬを測定した。グリッド印加電圧は−８００[Ｖ]に設定した。

図７、図８、図９及び図１０はそれぞれ、感光体ドラムＡのドラム端部から５０、１１０、２３０、２９０[ｍｍ]の位置における、感光体ドラムＡのドラム１周内におけるＶＤ及びＶＬの測定値の分布を示すグラフである。前述の図５の測定結果及び図７〜図１０の測定結果から、感光体ドラムＡのドラム全領域内（ドラムの端部から５０、１１０、１７０、２３０、２９０[ｍｍ]の位置それぞれにおけるドラム１周内の３６０箇所）のＶＬ偏差は、２５[Ｖ]である。

また、感光体ドラムＡと同様にして、他の３種類の感光体ドラムＢ〜Ｄについても、ドラム端部から５０、１１０、１７０、２３０、２９０[ｍｍ]の位置×ドラム１周内（３６０箇所））のＶＬ偏差を求めた。

以下に記載する比較例及び実施例の中では、ＶＬ偏差が３０［Ｖ］未満の場合には、感光体ドラムに問題が無いとして「良」と判定し、ＶＬ偏差が３０［Ｖ］以上の場合には、感光体ドラムに問題があるとして「否」と判定を行った。

表３に、感光体ドラムＡ〜Ｄについて求めたＶＬ偏差と良否判定との関係を示す。感光体ドラムＡ、Ｃ、Ｄに対しては、塗膜ムラの有無とＶＬ偏差による良否判定結果が一致している。しかしながら、感光体ドラムＢでは塗膜ムラの有無とＶＬ偏差による良否判定結果とが一致していない。これは、帯電電位偏差（以下、「ＶＤ偏差」という。）の影響を受けてＶＬ偏差が大きくなってしまい、塗膜ムラの無い感光体ドラムでもＶＬ偏差で評価すると、感光体ドラムに問題がある「否」の判定が出てしまうことを示している。

〔実施例２〕
上記比較例２では、感光体ドラムＡのドラム端部から５０、１１０、１７０、２３０、２９０[ｍｍ]の位置で、グリッド印加電圧−８００[Ｖ]に設定し、感光体ドラムＡのドラム１周内で３６０箇所のＶＤ及びＶＬを測定した。

本実施例２では、前述の比較例２の測定結果を利用して、感光体ドラムＡのドラム端部から５０[ｍｍ]の位置でのドラム１周内の各位置（３６０箇所）のＶＤについて、−８００[Ｖ]に対する差をそれぞれ算出し、ドラム１周内の各位置（３６０箇所）のΔＶＤを求めた。そして、上記実施例１で求めたΔＶＤとΔＶＬとの近似関数の関係式（１）を用いて、感光体ドラムＡのドラム１周内の各位置（３６０箇所）のΔＶＤからドラム１周内の各位置（３６０箇所）の露光後電位平均値の変動（ΔＶＬ）を求めた。

感光体ドラムＡのドラム１周内の各位置において、測定したＶＬの値と上記算出して求めたΔＶＬとの和により、感光体ドラムＡの表面を−８００[Ｖ]で均一帯電させた場合の１周内の各位置（３６０箇所）のＶＬを推定した。推定したＶＬから作成した均一帯電させた場合のドラム１周内のＶＬ分布を、図７にＶＬ（推定値）として示す。同様にして、感光体ドラムＡの表面のドラム端部から１１０、１７０、２３０、２９０[ｍｍ]の位置でもドラム１周内の各位置（３６０箇所）におけるＶＬを推定した。このように感光体ドラムＡの表面のドラム端部から１１０、１７０、２３０、２９０[ｍｍ]の位置におけるＶＬの測定値から作成した、感光体ドラムＡの表面を均一帯電させた場合のドラム１周内のＶＬの推定値の分布を、図８、図５、図９及び図１０それぞれに示す。

均一帯電させた場合の５つのＶＬの推定値の分布から、感光体ドラムＡのドラム全領域内のＶＬ分布の最大値と最小値の差の絶対値であるＶＬ偏差を求めると、２３[Ｖ]である。したがって、このＶＬの推定値から算出したＶＬ偏差の値（＝２３[Ｖ]）と、前述のＶＬの測定値から算出したＶＬ偏差の値（＝２５[Ｖ]）との差分の２［Ｖ］（＝２５−２３[Ｖ]が、帯電プロセスに起因したＶＬ偏差として含まれていたと言える。

〔実施例３〕
本実施例３では、感光体ドラムＡ以外の３種類の感光体ドラムＢ〜Ｄについて、上記実施例２の感光体ドラムＡと同様の方法で、感光体ドラムの表面を均一帯電させた場合のドラム全領域内のＶＬの推定値の分布を求め、そのＶＬの推定値からドラム全領域内のＶＬ偏差を算出した。

表４は、４種類感光体ドラムＡ〜Ｄについて上記ＶＬの推定値から算出したＶＬ偏差と良否判定との関係を示す。上記比較例２では、感光体ドラムＢでは塗膜ムラの有無と、ＶＬ偏差による良否判定結果とが一致していなかった。これに対して、表４では、感光体ドラムＡ〜Ｄの全てに対しては、塗膜ムラの有無とＶＬ偏差による良否判定結果とが一致している。この表４の結果は、ＶＬ偏差におけるＶＤ偏差の影響を取り除くことで、ＶＬ偏差から感光体ドラムの良否を精度良く評価できていることを示している。

以上に説明したものは一例であり、本発明は、次の態様毎に特有の効果を奏する。
（態様Ａ）
所定電位に帯電された後に露光されることにより潜像が形成される無端移動可能な表面を有する感光体ドラム１などの潜像担持体を評価する特性評価装置であって、表面が無端移動するように潜像担持体を駆動するモータ１６などの駆動手段と、駆動手段で駆動された潜像担持体の表面を帯電させるスコロトロン帯電器６などの帯電手段と、帯電手段によって帯電された潜像担持体の表面を露光する露光装置２などの露光手段と、帯電手段による帯電後の潜像担持体の表面の帯電電位と露光手段による露光後の潜像担持体の表面の露光後電位とを検出する表面電位計４，１４などの表面電位検出手段と、表面電位検出手段で検出された帯電電位及び露光後電位の検出結果に基づいて、潜像担持体の表面の無端移動方向１周内における帯電電位ΔＶＤと露光後電位ΔＶＬとの関係を示す関係式を導出し、関係式に基づいて潜像担持体の表面の無端移動方向１周内における所定の帯電電位に均一帯電された場合の露光後電位を推定する推定手段と、を備える。
これによれば、上記実施形態について説明したように、潜像担持体の無端移動方向１周内で帯電電位ムラが生じた場合であっても、導出した関係式から算出した補正値を用いて潜像担持体の無端移動方向１周内における、所定の帯電電位による均一帯電を行った場合の露光後電位を推定することにより、露光後電位から帯電電位ムラの影響を取り除くことができる。この帯電電位ムラの影響が取り除かれた露光後電位の推定値に基づいて、潜像担持体の特性を精度良く評価することができる。しかも、上記露光後電位から帯電電位ムラの影響を取り除くために、潜像担持体と帯電装置との間の距離を測定する変位センサやアンプ等の測定手段を設ける必要がなく、装置の大型化や高コスト化を回避することができる。よって、装置の大型化や高コスト化を回避しつつ、潜像担持体の特性を精度良く評価することができる。
（態様Ｂ）
上記態様Ａにおいて、潜像担持体の表面の無端移動方向１周内における推定された露光後電位の最大値と最小値との差の絶対値を算出する手段を更に備えた。これによれば、上記実施形態について説明したように、推定された露光後電位の最大値と最小値との差の絶対値から潜像担持体の特性を評価することができる。すなわち、この差の絶対値が小さいほど露光後電位ムラが小さく特性の良い潜像担持体と評価することができる。
（態様Ｃ）
上記態様Ａ又はＢにおいて、表面電位検出手段における帯電電位を検出する検出部と露光後電位を検出する検出部とを潜像担持体の無端移動方向と直交する幅方向に移動させるステッピングモータなどの移動手段を更に備えた。これによれば、上記実施形態について説明したように、帯電電位を検出する検出部と露光後電位を検出する検出部とが潜像担持体の幅方向に移動するので、潜像担持体の表面の全領域について帯電電位と露光後電位とを測定することができ、潜像担持体の表面の全領域について特性を精度良く評価することが可能となる。
（態様Ｄ）
上記態様Ａ乃至Ｃのいずれかにおいて、露光後電位の推定結果及び推定された露光後電位の最大値と最小値との差の絶対値の算出結果の少なくとも一つに基づいて、潜像担持体の良否を判定する良否判定手段を更に備えた。これによれば、上記実施形態について説明したように、潜像担持体の良否判断を正確に効率よく行うことができ、特性のよい潜像担持体を画像形成装置に組み込んで使用し、高品質な画像を形成することが可能となる。一方、特性の悪い潜像担持体は不良品として再製作やリサイクルに用いることができる。
（態様Ｅ）
上記態様Ａ乃至Ｄのいずれかにおいて、表面電位検出手段は、帯電手段の互いに異なる複数の帯電条件それぞれについて、潜像担持体の表面の無端移動方向１周内の複数の位置で帯電電位及び露光後電位を検出し、推定手段は、複数の帯電条件それぞれについて潜像担持体の表面の無端移動方向１周における帯電電位の平均値及び露光後電位の平均値を算出し、帯電電位の平均値と基準値との差分ΔＶＤ[Ｖ]とし、露光後電位の平均値と基準値との差分をΔＶＬ[Ｖ]としたとき、ΔＶＤとΔＶＬとの一次関数からなる関係式を決定し、関係式に基づいて、潜像担持体の表面の無端移動方向１周内における所定の帯電電位に均一帯電された場合の露光後電位を推定する。これによれば、上記実施形態について説明したように、上記ΔＶＤとΔＶＬとの一次関数からなる関係式に基づいて、潜像担持体の表面の無端移動方向１周内における所定の帯電電位に均一帯電された場合の露光後電位を正確に推定することができる。

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 デジタルリレー駆動制御部

特開平４−２６８５２号公報 特開２０１０−２８６６１２号公報

Claims (10)

1. 所定電位に帯電された後に露光されることにより潜像が形成される無端移動可能な表面を有する潜像担持体の特性評価装置であって、
   表面が無端移動するように前記潜像担持体を駆動する駆動手段と、
   前記駆動手段で駆動された潜像担持体の表面を帯電させる帯電手段と、
   前記帯電手段によって帯電された潜像担持体の表面を露光する露光手段と、
   前記帯電手段による帯電後の前記潜像担持体の表面の帯電電位と前記露光手段による露光後の該潜像担持体の表面の露光後電位とを検出する表面電位検出手段と、
   前記表面電位検出手段で検出された帯電電位及び露光後電位の検出結果に基づいて、前記潜像担持体の表面の無端移動方向１周内における帯電電位と露光後電位との関係を示す関係式を導出し、該関係式に基づいて該潜像担持体の表面の無端移動方向１周内における所定の帯電電位に均一帯電された場合の露光後電位を推定する推定手段と、
   を備えたことを特徴とする潜像担持体の特性評価装置。
2. 請求項１の潜像担持体の特性評価装置において、
   前記潜像担持体の表面の無端移動方向１周内における前記推定された露光後電位の最大値と最小値との差の絶対値を算出する手段を更に備えたことを特徴とする潜像担持体の特性評価装置。
3. 請求項１又は２の潜像担持体の特性評価装置において、
   前記表面電位検出手段における前記帯電電位を検出する検出部と前記露光後電位を検出する検出部とを前記潜像担持体の無端移動方向と直交する幅方向に移動させる移動手段を更に備えたことを特徴とする潜像担持体の特性評価装置。
4. 請求項１乃至３のいずれかの潜像担持体の特性評価装置において、
   前記露光後電位の推定結果及び前記推定された露光後電位の最大値と最小値との差の絶対値の算出結果の少なくとも一つに基づいて、前記潜像担持体の良否を判定する良否判定手段を更に備えたことを特徴とする潜像担持体の特性評価装置。
5. 請求項１乃至４のいずれかの潜像担持体の特性評価装置において、
   前記表面電位検出手段は、前記帯電手段の互いに異なる複数の帯電条件それぞれについて、前記潜像担持体の表面の無端移動方向１周内の複数の位置で前記帯電電位及び露光後電位を検出し、
   前記推定手段は、前記複数の帯電条件それぞれについて前記潜像担持体の表面の無端移動方向１周における前記帯電電位の平均値及び前記露光後電位の平均値を算出し、前記帯電電位の平均値と基準値との差分ΔＶＤ[Ｖ]とし、前記露光後電位の平均値と基準値との差分をΔＶＬ[Ｖ]としたとき、ΔＶＤとΔＶＬとの一次関数からなる関係式を決定し、該関係式に基づいて、該潜像担持体の表面の無端移動方向１周内における所定の帯電電位に均一帯電された場合の露光後電位を推定することを特徴とする潜像担持体の特性評価装置。
6. 所定電位に帯電された後に露光されることにより潜像が形成される無端移動可能な表面を有する潜像担持体の特性評価方法であって、
   表面が無端移動するように駆動された潜像担持体の表面を帯電させるステップと、
   前記帯電された潜像担持体の表面を露光するステップと、
   前記帯電後の潜像担持体の表面の帯電電位と前記露光後の潜像担持体の表面の露光後電位とを検出するステップと、
   前記帯電電位及び露光後電位の検出結果に基づいて、前記潜像担持体の表面の無端移動方向１周内における帯電電位と露光後電位との関係を示す関係式を決定するステップと、
   前記関係式に基づいて該潜像担持体の表面の無端移動方向１周内における所定の帯電電位に均一帯電された場合の露光後電位を推定するステップと、
   を有することを特徴とする潜像担持体の特性評価方法。
7. 請求項６の潜像担持体の特性評価方法において、
   前記潜像担持体の表面の無端移動方向１周内における前記推定された露光後電位の最大値と最小値との差の絶対値を算出するステップを更に有することを特徴とする潜像担持体の特性評価方法。
8. 請求項６の潜像担持体の特性評価方法において、
   前記帯電電位を検出する検出部と前記露光後電位を検出する検出部とを前記潜像担持体の無端移動方向と直交する幅方向に移動させるステップを更に有することを特徴とする潜像担持体の特性評価方法。
9. 請求項６乃至８のいずれかの潜像担持体の特性評価方法において、
   前記露光後電位の推定結果及び前記推定された露光後電位の最大値と最小値との差の絶対値の算出結果の少なくとも一つに基づいて、前記潜像担持体の良否を判定するステップを更に備えたことを特徴とする潜像担持体の特性評価方法。
10. 請求項６乃至９のいずれかの潜像担持体の特性評価方法において、
    互いに異なる複数の帯電条件それぞれについて、前記潜像担持体の表面の無端移動方向１周内の複数の位置で前記帯電電位及び露光後電位を検出し、
    前記複数の帯電条件それぞれについて前記潜像担持体の表面の無端移動方向１周における前記帯電電位の平均値及び前記露光後電位の平均値を算出し、前記帯電電位の平均値と基準値との差分ΔＶＤ[Ｖ]とし、前記露光後電位の平均値と基準値との差分をΔＶＬ[Ｖ]としたとき、ΔＶＤとΔＶＬとの一次関数からなる関係式を決定し、該関係式に基づいて、該潜像担持体の表面の無端移動方向１周内における所定の帯電電位に均一帯電された場合の露光後電位を推定することを特徴とする潜像担持体の特性評価方法。

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