JP2539218B2 - 感光体特性の検査方法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明は、転写プロセスを利用して画像を得るように
した電子写真画像形成装置である複写機等に使用される
感光体ドラムの感光体特性の検査方法に関し、特に、該
感光体ドラムの感光体表面に電荷を帯電し、その後、こ
の感光体表面に光を照射してその時の電荷移動に伴なう
電流変化を検出し、感光体の、光量に対する特性、光波
長に対する特性、光照射時間に対する特性、応答性等の
感光体の特性を検査する感光体特性の検査方法に関す
る。

本発明に使用される感光体ドラムは、無端移動する感
光体ドラムなら、ベルト状又はドラム状の如何なる形態
のものであつてもよいが、本明細書にてはドラム形状の
ものとして説明する。

従来技術及びその問題点 従来、転写プロセスを利用して画像を得るようにした
電子写真画像形成装置である複写機等に用いられている
感光体ドラムの感光体の特性を検査する方法として、感
光体表面に電荷を帯電した後、感光体表面に検査光を照
射し、感光体表面の電位変化を表面電位計を用いて測定
していたが、この方法によれば、電位計プローブのアパ
ーチヤ部の大きさにより、感光体表面を検査する特性検
査面積単位の大きさに制限があつた。特に感光体表面に
おける微細面積での特性検査が不可能であつた。また、
上記方法では感光体表面と電位計プローブの距離（間
隔）変動によつて、感光体表面の電位変化を正確に測定
できない等というように、感光体表面の電位計測値に悪
影響を与えるという欠点があつた。

さらに、上記方法では高速かつ大範囲の感光体の特性
検査を行なうことができなかつた。

本発明は、上述従来例の欠点を除去するためになされ
たものである。

発明の目的 本発明の目的は、感光体の特性検査が行なわれるべき
感光体表面において、微細面積の検査面積単位で感光体
の特性検査を行なうことができる感光体特性の検査方法
を提供することである。

本発明の他の目的は、特性検査が行なわれるべき感光
体表面の電位変化を、従来のような感光体表面と感光体
特性を測定する電位計プローブとの間の距離変動の影響
を受けることなく、直接的に検出することができる感光
体特性の検査方法を提供することである。

本発明の他の目的は、特性検査が行なわれるべき感光
体表面の電位変化を正確に検出することができる感光体
特性の検査方法を提供することである。

本発明の他の目的は、感光体の特性検査が行なわれる
べき感光体表面において、微細検査面積単位で高速かつ
大範囲の感光体の特性検査を行なうことができる感光体
特性の検査方法を提供することである。

問題点を解決するための手段 上記諸目的は本発明に係る感光体特性の検査方法にて
達成される。要約すれば本発明は、感光体を帯電した
後、帯電された感光体にコリメータレンズにより平行光
とされた後ピンホールにより光径が絞られた検査用光束
を照射し、この検査用光束の照射による帯電電荷の移動
に伴なう電流を検出することにより感光体の微小面積単
位での特性を検査することを特徴とする感光体特性の検
査方法である。

実施例 以下、本発明に係る感光体特性の検査方法を図面に即
して更に詳しく説明する。

第１図は、本発明による感光体特性の検査方法を行な
う検査装置の一実施例の構成図である。

第１図に示されているように、暗所を構成するために
用いられる外光遮断用カバー25内の所定位置に支持され
ている、例えば、導電性基板となる導電性の円筒管２の
周囲には、被検査体である感光体１が形成されており、
この外光遮断用カバー25は、被検査体である感光体１に
外光を当てないようにするために用いられている。

また、外光遮断用カバー25内において、感光体１の近
傍には、感光体１の表面に電荷を帯電するためのコロナ
帯電部Ｘが配設されており、このコロナ帯電部Ｘは、感
光体１に近接するように配設されているコロトロンワイ
ヤ電極３及びこのコロトロンワイヤ電極３を覆うように
配設されているコロトロンシールド４で構成されてい
る。

コロトロンワイヤ電極３には、コロナ帯電部Ｘでコロ
ナ放電を行わしめるための帯電用電源５の電圧供給側で
ある一端側21が接続され、帯電用電源５の接地側である
他端側20は、切換スイツチ17を介して、接続線19及び検
査装置の接地点18に接続され、この接続線19は、また、
導電性円筒管２と電流検出部22とに接続されている。し
たがつて、接続線19は、導電性円筒管２、電流検出部22
及び切換スイツチ17に接続されていることになる。

この電流検出部22は、感光体表面に電荷を帯電した
後、後述する検査用光束８′を感光体表面に照射した時
の電荷の移動に伴なう電流変化を、図示のように、導電
性円筒管２に接続された接続線19と接地点18との間で検
出するものであり、電流検出部22で検出された検出電流
が電圧に変換され、この電圧信号が接続線23を介して記
録計24に入力されるようにされている。

したがつて、感光体１の表面に電荷を帯電する場合に
は、切換スイツチ17を閉（ON）にし、帯電用電源５を導
通状態にして帯電用電源５の一端側21からコロトロンワ
イヤ電極３に電圧を供給するようにし、その結果、この
コロトロンワイヤ電極３から感光体１の表面に電荷を帯
電することが可能になる。

また、切換スイツチ17を開（OFF）にすると、帯電用
電源５の他端側20が、接地点18と切離されると同時に導
電性円筒管２とも切離されて帯電用電源５は、非導通状
態になり、その結果、帯電用電源５からコロトロンワイ
ヤ電極３への電圧供給が停止され、これにより感光体表
面への電荷の帯電も停止されることになる。

そして、外光遮断用カバー25内において、感光体１の
近傍には、感光体表面の電荷を強制的に除去するための
除電用光源６が配設されており、この除電用光源６に
は、感光体１に向かつて除電のために発せられる光のう
ち悪影響のある光を除去して、感光体１に悪影響のない
光を照射し除電を行なうための光学フイルタ７が装着さ
れている。

一方、外光遮断用カバー25の外部に配設された好適な
光の強さ及び波長を有する検査用光源８からは、前述し
た検査用光束８′が出射され、この検査用光束８′は、
検査用光源８と外光遮断用カバー25との間に、順次、配
設されている、検査用光束８′の光量を設定するための
NDフイルタ９、検査用光束８′の波長を設定するための
波長フイルタ10、検査用光束８′を平行光にするための
コリメータレンズ11及び感光体表面に照射されるべき検
査用光束８′のビーム径、すなわち光径を決めるピンホ
ール12をそれぞれ順次、通過し、そして、外光遮断用カ
バー25の側壁に設けられた開口部Ａを通過して外光遮断
用カバー25内に入るようにされている。

外光遮断用カバー25の開口部Ａには、外光遮断用カバ
ー25内において、検査用光源８から出射された検査用光
束８′を、外光遮断用カバー25内に導入したり、遮断し
たりするシヤツター13が配設されており、このシヤツタ
ー13は、これに接続されているモータ14によつて駆動さ
れる。

そして、シヤツター13を通過し、外光遮断用カバー25
内に導入された検査用光束８′は、この外光遮断用カバ
ー25内で感光体１から所定距離離れた好適位置に配設さ
れているミラー15によつて、その光路が変更され、これ
によつて、検査用光束８′を感光体１へ照射することが
可能になるようにされている。このミラー15には、ガル
バノメータ16が一体的に取付けられているが、これはポ
リゴンミラーでも良い。

これにより、ガルバノメータ16を駆動させることでミ
ラー15は、図示のように、θ方向に作動し、検査用光源
８からの検査用光束８′を導電性円筒管２の長手方向
（図示せず）の位置に照射することができるようになつ
ている。したがつて、ガルバノメータ16をθ方向に往復
運動させることにより、検査用光束８′の感光体表面上
への照射位置は導電性円筒管２の長手方向を往復走査す
るようになる。なお、外光遮断用カバー25は、金属等の
導電材で接地点18と接続されている。

以上のような構成になる本発明の上記実施例の作用に
ついて以下に述べる。

まず始めに、シヤツター13をモータ14によつて、検査
用光源８からの検査用光束８′を遮断する位置に配置さ
せ、除電用光源６を点灯させると同時に導電性円筒管２
を、ある一定回転数で回転させて、導電性円筒管２の周
囲に形成された感光体１の全表面に除電用の光を一定時
間又はある一定回転数、照射し、検査前に感光体１の表
面上の電荷を除去する処理を行なう。なお、除電用光源
６は、その点灯後、一定時間又は導電性円筒管２のある
一定回転数の後に消灯され、除電が完了する。

次に感光体１の全表面に定量の電荷を帯電するために
切換スイツチ17を閉（ON）にする。これにより、帯電用
電源５が投入され、切換スイツチ17を介して帯電用電源
５の他端側20が接続線19を介して導電性円筒管２に接続
されると同時に接地点18にも接続され、帯電用電源５の
一端側21からコロトロンワイヤ電極３に電圧が印加され
る。この帯電用電源５からコロトロンワイヤ電極３への
電圧印加により、コロナ帯電部Ｘにてコロナ放電が生
じ、これによつて、感光体表面に電荷の帯電が行なわれ
る。

なお、前述の除電の場合と同様に、導電性円筒管２
は、ある一定回転数で回転されていて、切換スイツチ17
を閉（ON）にしてから一定時間又はある一定回転数の後
に切換スイツチ17を開（OFF）にすることで帯電用電源
５が遮断され、電荷の帯電が完了する。

次に、シヤツター13をモータ14によつて、検査用光源
８からの検査用光束８′を外光遮断用カバー25内へ通過
させる位置に配置させ、検査用光束８′を外光遮断用カ
バー25内へ導入する。外光遮断用カバー25内へ導入され
た検査用光束８′、すなわち光は、外光遮断用カバー25
の暗所内で、ガルバノメータ16の駆動により所定の位置
及び角度に設定されるミラー15によつて、電荷を帯電し
た感光体表面に照射され、これにより、照射された場所
の、電荷を帯電した感光体表面は、光に反応して抵抗値
が減少し、感光体表面と導電性円筒管２との間が導通状
態に近くなり、照射された感光体表面上の電荷は、導電
性円筒管２及びこの導電性円筒管２に接続されている接
続線19、さらに電流検出部22を通つて接地点18の電位と
同等になる様な電子の動きが、この間で発生する。

この電子の動き、つまり電流を電流検出部22で検出す
ることにより、光、すなわち検査用光束８′に対する感
光体の特性を知ることができる。

すなわち、検査用光源８、NDフイルタ９及び波長フイ
ルタ10を任意に設定することにより感光体表面に照射す
る光の強さ及び波長を任意に設定するとともにコリメー
タレンズ11を好適に設定、調節することにより検査用光
束８′を平行光にし、また、検査用光束８′の感光体表
面へのビーム径、すなわち光径を決めるために、径が可
変である小孔のピンホール12を任意に設定することによ
り感光体表面上への照射面積を任意に設定し、さらに、
ある電荷量の帯電後での一回の検査用光束の照射時間に
対する感光体上の電流変化を電流検出部22で検出して、
これを記録計24に出力させたものの一例が第２図に示さ
れている。この第２図に示されている場合は、光の強さ
1mW、波長0.6328μｍ、光径φ0.2mm、帯電位−400Vであ
つた。この第２図における横軸は時間を示し、縦軸は電
流値を示し、曲線26は、感光体表面における検出電流値
の変化を示している。なお、この第２図に示しているも
のの場合、導電性円筒管２の回転は停止し、ガルバノメ
ータ16及びミラー15は、外光遮断用カバー25内に入射さ
れた検査用光束８′が感光体表面の検査されるべき個所
を照射する位置に停止している。

さらに、感光体表面を照射する検査用光束８′は、感
光体表面で一部反射されるが、その反射光８″が再び感
光体表面を照射しない様に、例えば、第３図に示すよう
に、検査用光束８′の入射角度を垂直入射より８θずら
した角度から検査用光束８′を感光体表面へ入射し、こ
の感光体１の表面で反射した反射光の出射を入射方向に
戻さない様にすると共にこの反射光の出射方向に、反射
する物体が無い様に８θを決めている。

なお、この第２図において、点27〜点28間の時間T0
は、前述した様に、感光体表面に、ある電荷量を帯電さ
せた状態の時間であり、点28〜点29間の時間T1は、シヤ
ツター13がモータ14にて開き、開口部Ａ及びミラー15を
介して検査用光束８′が感光体表面に照射されている時
間である。点29以後の時間T2は、照射終了後の感光体の
表面における電荷量の状態を示す時間である。なお、点
28が照射開始点を示し、点29が照射終了点を示してい
る。

したがつて、この第２図に示されているように、検査
用光束８′の感光体表面への照射により電流検出部22で
検出された感光体表面の電流変化を示す曲線26から、照
射開始点28から検出電流値が最大点30に至るまでの時間
t1は、立上り時間を示し、照射終了点29から検出電流値
が最小点31に至るまでの時間t2は、立下り時間を示して
いることがわかる。そして、照射開始点28の後、検出電
流値が最大点30（Imax）になり、以後、徐々に電流値が
減少するが、例えば、最大点30（Imax）の値の1/2の電
流値32（Imax/2）になるまでの時間t3を光照射による電
荷減衰時間として計測し感光体の特性を比較することが
できる。、また、減衰の変化の少ない個所30′の電流値
Iminを残留電流値として計測して感光体の特性を比較す
ることもできる。さらに立上り時間t1、立下り時間t2及
び時間T0、T1、T2に対する電荷量等を計測して感光体の
特性を比較することができる。

なお、検出電流の最大点30（Imax）の値、立上り時間
t1、立下り時間t2、電荷減衰時間t3、残留電流値30′
（Imin）は、感光体表面に電荷を帯電する量、照射する
光の波長及び光量、光の光径すなわち照射面積、検査用
光束の照射時間及び感光体特性により違いが出るが、こ
れらの条件を変えて前述したと同様に検査することで、
それらの感光体の特性を知ることができる。

さらに、感光体全面の光照射に対する感光体特性検査
について以下に述べる。

この場合には、前述したと同様に、感光体表面に、あ
る電荷量を帯電した後、ある定められた検査用光束８′
を感光体表面に照射する時に、ガルバノメータ16をある
速度で往復駆動させることでミラー15の角度が連続的に
変化し、検査用光束８′を、導電性円筒管２の長手方向
（図示せず）に往復走査させる。したがつて、導電性円
筒管２をある回転速度で回転させることにより、感光体
表面全体を検査用光束８′で順次照射することができ
る。これにより、電流検出部22は、接続線23を介して、
第４図に示すような検出電流33を出力する。この第４図
に示されている点34は、電荷帯電後、シヤツタ13を開
き、検査用光束８′を感光体表面に照射開始した点で、
点35は、検査用光束８′が感光体表面を順次照射してい
つて、また、照射開始点34に戻り、照射した感光体表面
の箇所を、再び照射した点であり、この時、検出電流33
の値が34〜35間の時間T4におけるよりも減少する。ま
た、点36は、感光体表面全体を順次照射した後に、シヤ
ツター13を閉じ検査用光束８′の感光体表面への照射を
終了した点を示している。

このようにして、点34〜35間の時間T4内の検出電流33
は、光照射に対する感光体の特性が全面で同等であれ
ば、平坦になるが、例えば、光量に対する電荷の減衰が
異なるところがあれば、すなわち、感光体表面に不均一
表面、キズ等があれば、第４図の点37、38に示すよう
に、電流値が変化するので、感光体の特性が短時間で、
かつ容易にわかる。さらに、複写機等に用いられる感光
体ドラムのように大面積の感光体に対しても、その全面
の感光体特性を検査する際、感光体表面に対して、例え
ば、微細検査面積等のように任意の光照射面積で高速に
検査することができる。

このように、従来の表面電位計による感光体特性検査
の欠点である微細面積での特性検査の制限及び感光体表
面と電位計プローブの距離変動による計測値への悪影響
を、本検査方法であれば、感光体表面に照射する光の形
態のみによつて除去することが可能である。すなわち、
微細面積単位の特性検査に対しては、照射光のビーム
径、換言すれば、光径をピンホールにより小さくするこ
とで解決できる。つまり、照射光のビーム径を検査した
い面積にすることで感光体表面において任意の面積で特
性検査を行なうことが可能である。さらに、感光体表面
と電位計プローブの距離変動に対しては、照射光束をコ
リメータレンズにより平行光にすることで、解決可能で
ある。なお、照射光をガルバノミラーあるいはポリゴン
ミラーを使用して、一軸方向に走査すると同時に感光体
ドラムのような導電性円筒管を一定速度で回転すること
により、感光体表面の大範囲の特性検査が高速に、かつ
微細面積単位で検査することが可能となつた。

発明の効果 以上説明してきたように、本発明によれば、従来の電
位計による表面電位の変化にて特性を検査する方法と異
なり、帯電された感光体に、コリメータレンズにより平
行光とされた後ピンホールにより光径が絞られた検査用
光束を照射し、この検査用光束の照射による帯電電荷の
移動に伴なう電流を検出する構成とされるので、本発明
の検査方法では、感光体の微小面積での露光が可能であ
る共に、光源と感光体間の間隔が変動しても感光体への
微小面積での露光に何らの影響をも与えることはなく、
そのために検査が非常に容易とされる。更に、本発明で
は、前述のように、小径の検査用光束の照射による帯電
電荷の移動に伴う電流を検出しているため、正確に微小
な検査面積での感光体特性が検査できると共に、光照射
と電流検出が同時に行なえるため光照射初期の電位変化
特性が計測できる、という特長をも有する。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明による感光体特性の検査方法を行なう
検査装置の一実施例の構成図である。 第２図は、本発明による感光体特性の検査方法を用いて
特性検査された一感光体の特性検査出力を示す図であ
る。 第３図は、検査用光束の感光体表面への照射法の一実施
例を示す図である。 第４図は、本発明による感光体特性の検査方法を用いて
特性検査された大面積の一感光体の特性検査出力を示す
図である。 1:感光体 2:導電性円筒管（導電性基板） 3:コロトロンワイヤ電極 5:帯電用電源 6:除電用光源 8:検査用光源 ８′：検査用光束 13:シヤツター 15:ミラー 16:カルバノメータ 17:切換スイツチ 19、23:接続線 22:電流検出部 24:記録計

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】感光体を帯電した後、帯電された感光体に
   コリメータレンズにより平行光とされた後ピンホールに
   より光径が絞られた検査用光束を照射し、この検査用光
   束の照射による帯電電荷の移動に伴なう電流を検出する
   ことにより感光体の微小面積単位での特性を検査するこ
   とを特徴とする感光体特性の検査方法。