JP2014026160A

JP2014026160A - 感光体の評価装置及び感光体の評価方法

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Publication number: JP2014026160A
Application number: JP2012167294A
Authority: JP
Inventors: Noriyasu Saito; 紀保齋藤
Original assignee: Ricoh Co Ltd
Current assignee: Ricoh Co Ltd
Priority date: 2012-07-27
Filing date: 2012-07-27
Publication date: 2014-02-06

Abstract

【課題】本発明の一実施形態は、感光体の特性の変化を精度良く把握することが可能な感光体の評価装置及び感光体の評価方法を提供することを目的とする。
【解決手段】感光体の評価装置１００は、感光体１０の表面を帯電させる帯電器１１０と、帯電した感光体１０の表面に光量が異なる光を照射する光照射装置１２０と、感光体１０の光量が異なる光が照射された領域の表面電位を測定する表面電位計１３０を有し、光照射装置１２０は、感光体１０に照射する光の光量を調整する光量調整部材１２５を複数有し、光量調整部材１２５は、感光体１０に照射する光の透過率が異なる複数のフィルター１２５ａを有する。
【選択図】図１

Description

本発明の一実施形態は、感光体の評価装置及び感光体の評価方法に関する。

感光体は、複写機、レーザープリンタ等の電子写真プロセスを応用した画像形成装置において、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。このため、感光体は、出荷前に電子写真に関する様々な特性が検査されている。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電子写真に関する様々な特性が評価されている。

特許文献１には、帯電手段、露光手段及び表面電位検出手段を有する電子写真感光体の特性評価装置が開示されている。このとき、表面電位検出手段は、ガラス基材上に導電性材料を塗布してなる透明プローブであり、透明プローブと露光手段を一体化した露光・検出ユニットを有し、露光・検出ユニットが、電子写真感光体周りに複数個配置されている。

しかしながら、感光体の特性の変化をさらに精度良く把握することが望まれている。

本発明の一実施形態は、上記従来技術が有する問題に鑑み、感光体の特性の変化を精度良く把握することが可能な感光体の評価装置及び感光体の評価方法を提供することを目的とする。

本発明の一実施形態は、感光体の評価装置において、感光体を帯電させる帯電手段と、該帯電した感光体に光量が異なる光を照射する光照射手段と、該感光体の光量が異なる光が照射された領域の電位を測定する電位測定手段を有し、前記光照射手段は、前記感光体に照射する光の光量を調整する光量調整部材を複数有し、前記光量調整部材は、前記感光体に照射する光の透過率が異なる複数のフィルターを有する。

本発明の一実施形態によれば、感光体の特性の変化を精度良く把握することが可能な感光体の評価装置及び感光体の評価方法を提供することができる。

本発明の感光体の評価装置の一実施形態を示す概略正面図である。本発明の感光体の評価装置の一実施形態を示す概略側面図である。図１の光照射装置と感光体を示す概略正面図である。図１の光量調整部材を示す概略正面図である。

次に、本発明を実施するための形態を説明する。

図１及び図２に、本発明の感光体の評価装置の一実施形態を示す。

感光体の評価装置１００は、ドラム状の感光体１０の表面を帯電させる帯電器１１０と、表面が帯電した感光体１０の表面に光量が異なる光を照射する光照射装置１２０と、感光体１０の光量が異なる光が照射された領域の表面電位を測定する表面電位計１３０と、表面電位が測定された感光体１０の表面を除電する除電用光源１４０を有する。また、感光体の評価装置１００は、帯電器１１０に電圧を供給する電源１１１と、電源１１１のスイッチ１１２をさらに有する。

帯電器１１０としては、特に限定されないが、ローラ帯電器；コロトロン帯電器、スコロトロン帯電器等のコロナ帯電器が挙げられる。

光照射装置１２０は、光を発するランプ１２１と、ランプ１２１を覆うランプボックス１２２と、ランプ１２１が発した光を案内するガイドボックス１２３と、ランプ１２１が発した光の光量を粗調整する絞り１２４と、絞り１２４により光量が粗調整された光の光量を微調整する光量調整部材１２５と、光量調整部材１２５により光量が微調整された光のサイズを規定するスリット１２６を有する。

ランプ１２１としては、特に限定されないが、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）等が挙げられる。

このとき、所望の波長域の光のみを感光体１０に照射するために、光照射装置１２０にフィルターを設置してもよい。

フィルターとしては、特に限定されないが、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が挙げられる。

光量調整部材１２５は、ランプ１２１が発した光の透過率が異なるフィルター１２５ａが９個固定されているホルダー１２５ｂを２個有する（図３及び図４参照）。

ホルダー１２５ｂは、感光体１０の軸方向に対して略平行に並べて設置されている。このため、感光体１０の軸方向に光量が異なる光を照射することができる。

なお、ホルダー１２５ｂに固定されているフィルター１２５ａの個数は、２個以上であれば、特に限定されない。

また、光量調整部材１２５が有するフィルター１２５ａが固定されているホルダー１２５ｂの個数は、２個に限定されず、３個以上であってもよい。

さらに、ホルダー１２５ｂに固定されているフィルター１２５ａの組み合わせは、同一であってもよいし、異なっていてもよい。

また、ホルダー１２５ｂの配置は、感光体１０の光量が異なる光が照射された領域の表面電位を測定することが可能であれば、特に限定されない。

表面電位計１３０は、プローブ１３１を２個有する。

このとき、帯電器１１０、光照射装置１２０、プローブ１３１及び除電用光源１４０は、感光体１０の表面と一定の間隔で配置できるように、感光体１０の径方向に進退可能な構造となっており、様々な外径の感光体１０に対応することができる。また、帯電器１１０、光照射装置１２０、プローブ１３１及び除電用光源１４０は、感光体１０の軸方向にも移動可能な構造となっており、感光体１０の軸方向の任意の位置で表面電位を測定することができる。

なお、ランプ１２１が発した光を感光体１０の表面に照射する際の照射ムラを抑制するために、ガイドボックス１２３の中に拡散板を設置してもよい。このとき、拡散板の位置及びガイドボックス１２３の長さを調整することにより、照射ムラを抑制することができる。

感光体１０は、軸方向の両端がチャック治具１０１Ａ及び１０１Ｂにより保持され、主軸１０２Ａ及び１０２Ｂが、それぞれチャック治具１０１Ａ及び１０１Ｂの中心を貫通している。このとき、感光体１０の軸方向の両側に配置されている面板１０３Ａ及び１０３Ｂが、それぞれ主軸１０２Ａ及び１０２Ｂの軸受けとして機能している。主軸１０２Ａは、モーター１０４に接続されているベルト１０５により回転する機構となっている。

次に、感光体の評価装置１００を用いて、感光体１０を評価する方法について説明する。

まず、感光体１０を、図１中、矢印方向に回転させながら、帯電器１１０を用いて、感光体１０の表面を帯電させる。このとき、感光体１０中を通過した電流は、信号処理回路５を流れた後、Ａ／Ｄ変換器１６０によりデジタル信号に変換される。デジタル信号は、コントローラ１７０に送られ、演算処理される。

次に、光照射装置１２０を用いて、表面が帯電した感光体１０の表面に、光量が異なる光を照射した後、表面電位計１３０を用いて、感光体１０の光量が異なる光が照射された領域の表面電位を測定する。このとき、感光体１０の表面電位は、プローブ１３１からモニター部である表面電位計１３０に送られた後、モニターされる信号処理回路１８０に送られ、Ａ／Ｄ変換器１６０によりデジタル信号に変換される。デジタル信号は、コントローラ１７０に送られ、演算処理される。

コントローラ１７０は、感光体１０を回転させるモーター１０４内のモータードライバ（不図示）に接続されている。モータードライバは、回転数を出力する機能、位置を検出する機能、回転数をリモート制御する機能も付加されており、回転数を制御すると共に、認識することができ、設定した角度（絶対角度、任意の状態からの回転角度）で感光体１０を停止させることもできる。

また、コントローラ１７０は、電源１１１の帯電器１１０に供給する電圧を制御することができ、感光体１０の表面電位と感光体１０中を通過した電流を集録することもできる。

さらに、コントローラ１７０は、光量調整部材１２５の２個のホルダー１２５ｂにより固定されているフィルター１２５ａを個別に切り替えることができる。

感光体１０の１周りのユニットは、デジタルリレー出力１９０により、ＯＮ／ＯＦＦ制御されている。

なお、感光体１０の表面を帯電させる帯電器１１０用電源回路の制御手段（不図示）、感光体１０の表面に光を照射する光照射装置１２０用電源回路の制御手段（不図示）としては、公知の制御手段を用いることができる。

また、感光体の評価装置１０は、光を透過しない暗箱、暗幕等により覆われている。このため、風、光、温度等の外部環境の影響を抑制することができ、感光体１０の特性を正確に評価することができる。

但し、コントローラ、信号処理回路等の感光体１０の特性の評価に影響を及ぼさないものは、暗箱、暗幕等により覆われていなくてもよい。

感光体１０は、通常、導電性支持体上に、電荷発生層及び電荷輸送層が順次積層されているが、電荷輸送層上に保護層がさらに形成されていてもよい。

感光体の評価装置１０では、帯電器１１０を用いて感光体１０の表面を帯電させる工程と、除電用光源１４０を用いて、表面が帯電した感光体の表面を除電する工程を所定回数繰り返して、感光体１０中に電流を通過させて、感光体１０を劣化させることができる。このため、劣化前後の感光体１０の特性を評価することもできる。

感光体１０の特性としては、特に限定されないが、帯電特性、静電容量、抵抗、残留電位、光減衰特性、感度等が挙げられる。

次に、実施例に基づいて本発明を具体的に説明するが、本発明は実施例により、限定されるものではない。

［感光体の評価装置１００］
電源１１１、表面電位計１３０、プローブ１３１として、Ｍｏｄｅｌ６１０Ｅ、Ｍｏｄｅｌ３４４、Ｍｏｄｅｌ５５５Ｐ−４（以上、ＴＲＥＫ社製）を用いた。このとき、プローブ１３１は、測定スポットの直径が約４ｍｍであり、プローブ１３１同士の間隔を１６ｍｍとした。

帯電器１１０として、コロトロン帯電器を用いた。

除電用光源１４０として、波長が６６０ｎｍのラインＬＥＤを用いた。

モーター１０４として、モーター（オリエンタル社製）を用いた。

ランプ１２１として、タングステンランプ（富士電球工業製）を用いた。

光量調整部材１２５として、フィルター１２５ａとしての、透過率が０％、１０％、２０％、３０％、４０％、５０％、６０％、７０％、８０％の９枚のニュートラルデンシティーフィルター（トキナー社製）を幅１６ｍｍ、高さ２０ｍｍに加工した後、幅２０ｍｍ、高さ１８４ｍｍ（枠の幅２ｍｍ）のホルダー１２５ｂに取り付けた。このとき、光量調整部材１２５は、透過率が１００％、即ち、フィルター１２５ａが無い状態もあるため、合計１０水準である。

スリット１２６として、感光体１０の軸方向の長さが２８ｍｍ、幅が３ｍｍのスリットを用いた。

帯電器１１０と感光体１０との距離を２ｍｍ、ガイドボックス１２３と感光体１０との距離を３ｍｍ、プローブ１３１と感光体１０との距離を１ｍｍ、除電用光源１４０と感光体１０との距離を１０ｍｍとした。

［実施例１］
感光体の評価装置１００を用いて、感光体１０の特性を評価した。このとき、２個のホルダー１２５ｂのうち、一方は、透過率が１００％、他方は、透過率が３０％の条件で、光を照射してから５秒後の感光体１０の表面電位を測定した。

感光体１０として、ｉｍａｇｉｏＭＦ７０７０（リコー社製）に搭載されている直径が１００ｍｍ、全長が３６０ｍｍ、肉厚が１．２ｍｍ、重量が３６２ｇのドラム状の感光体を用いた。

感光体１０の表面電位は、感光体１０の軸方向の長さの中点から２個のプローブ１３１までの距離が同一となる位置で測定した。

まず、１０００ｒｐｍで感光体１０を回転させながら、帯電器１１０を用いて、感光体１０の表面を−８００Ｖを超える電圧に帯電させた後、帯電器１１０の放電を終了させた。次に、感光体１０の回転を維持したまま、光照射装置１２０を用いて、表面が帯電した感光体１０の表面に、光量が異なる光を照射した後、表面電位計１３０を用いて、感光体１０の光量が異なる光が照射された領域の表面電位を測定した。

光照射条件は、光出射位置における照度が２０ｌｘとなるように設定した。このとき、照度は、フィルター１２５ａ及びスリット１２６が無い状態で、照度計Ｔ−１Ｍ（ミノルタ社製）のセンサ部全体に均一な光が照射される状態で測定した。

また、１０００ｒｐｍで感光体１０を回転させながら、帯電器１１０と除電用光源１４０を用いて、感光体１０の表面の帯電電位が−８００Ｖ、感光体１０を通過する電流が−１０８μＡで一定になるようにして、感光体１０を３０分間劣化させた後、同様にして、感光体１０の光量が異なる光が照射された領域の表面電位を測定した。

さらに、劣化した感光体１０を３０分間暗中放置して回復させた後、同様にして、感光体１０の光量が異なる光が照射された領域の表面電位を測定した。

［比較例１］
光量調整部材１２５の代わりに、フィルター１２５ａを用いた以外は、実施例１と同様にして、感光体１０の特性を評価した。透過率が１００％の条件で、光を照射してから５秒後の感光体１０の表面電位を測定した後、透過率が３０％の条件で、光を照射してから５秒後の感光体１０の表面電位を測定した。

表１に、実施例１、比較例１の感光体１０の光量が異なる光が照射された領域の表面電位の測定結果を示す。なお、感光体１０を劣化させる前の透過率が１００％、３０％における表面電位をＶ_Ａ１［−Ｖ］、Ｖ_Ｂ１［−Ｖ］、感光体１０を劣化させた後の透過率が１００％、３０％における表面電位をＶ_Ａ２［−Ｖ］、Ｖ_Ｂ２［−Ｖ］、劣化した感光体１０を回復させた後の透過率が１００％、３０％における表面電位をＶ_Ａ３［−Ｖ］、Ｖ_Ｂ３［−Ｖ］とする。

表１から、Ｖ_Ｂ２の値が実施例１と比較例１の間で異なることがわかる。これは、比較例１では、Ｖ_Ａ２を測定してから、Ｖ_Ｂ２を測定するまでの間に、劣化した感光体１０が回復するためであると考えられる。一方、実施例１では、Ｖ_Ａ２及びＶ_Ｂ２を同時に測定しているため、劣化した感光体１０の回復の影響を受けず、Ｖ_Ｂ２を精度良く測定することができる。

表２に、実施例１、比較例１の感光体１０の光量が異なる光が照射された領域の表面電位の偏差の評価結果を示す。なお、｜Ｖ_Ａ２−Ｖ_Ａ１｜、｜Ｖ_Ｂ２−Ｖ_Ｂ１｜を、ΔＶ_Ａ１、ΔＶ_Ｂ１、｜Ｖ_Ａ２−Ｖ_Ａ３｜、｜Ｖ_Ｂ２−Ｖ_Ｂ３｜を、ΔＶ_Ａ２、ΔＶ_Ｂ２とする。

表２から、実施例１では、ΔＶ_Ａ１、ΔＶ_Ｂ１から、感光体１０の劣化による特性の変化を精度良く把握できることがわかる。具体的には、透過率が１００％の条件よりも透過率が３０％の条件の方が、感光体１０の劣化による特性の変化が大きくなる。

また、表２から、実施例１では、ΔＶ_Ａ２、ΔＶ_Ｂ２から、劣化した感光体１０の回復による特性の変化を精度良く把握できることがわかる。具体的には、透過率が１００％の条件と、透過率が３０％の条件で、劣化した感光体１０の回復による特性の変化が同一である。

１０感光体
１００感光体の評価装置
１１０帯電器
１２０光照射装置
１２５光量調整部材
１２５ａフィルター
１３０表面電位計

特開２００８−２９２２５８号公報

Claims

感光体を帯電させる帯電手段と、
該帯電した感光体に光量が異なる光を照射する光照射手段と、
該感光体の光量が異なる光が照射された領域の電位を測定する電位測定手段を有し、
前記光照射手段は、前記感光体に照射する光の光量を調整する光量調整部材を複数有し、
前記光量調整部材は、前記感光体に照射する光の透過率が異なる複数のフィルターを有することを特徴とする感光体の評価装置。
前記感光体は、円筒状であり、
前記複数の光量調整部材は、前記感光体の軸方向に対して略平行に並べて設けられていることを特徴とする請求項１に記載の感光体の評価装置。
請求項１又は２に記載の感光体の評価装置を用いて感光体を評価する方法であって、
第一の状態の感光体を帯電させる工程と、
該帯電した第一の状態の感光体に光量が異なる第一の光及び第二の光を照射する工程と、
該第一の状態の感光体の第一の光が照射された領域の電位Ｖ_１１及び第二の光が照射された領域の電位Ｖ_１２を測定する工程と、
第二の状態の感光体を帯電させる工程と、
該帯電した第二の状態の感光体に前記第一の光及び前記第二の光を照射する工程と、
該第二の状態の感光体の第一の光が照射された領域の電位Ｖ_２１及び第二の光が照射された領域の電位Ｖ_２２を測定する工程と、
｜Ｖ_２１−Ｖ_１１｜及び｜Ｖ_２２−Ｖ_１２｜を求める工程を有することを特徴とする感光体の評価方法。