JP4128232B2 - 電子写真媒体の電気的特性を測定する方法および装置 - Google Patents

Description

【０００１】
【産業上の利用分野】
本発明は静電測定技術、より詳しくは電子写真表面の電荷または電圧分布を測定する新規で改良された方法および装置に関する。
【０００２】
本発明を使用する一分野は、電子複写機に使用される光導電性ドラムの表面のような電子写真表面の電荷または電圧分布従って究極的にはその品質と均一性を測定することであるが、本発明の原理は電荷を保持することが可能なあらゆる表面を検査するのにも適用できる。
【０００３】
【従来技術】
従来、光導電性ドラムは視覚的または光散乱方法によって検査し穴のような表面の欠陥の有無を決定していた。最近、帯電面の電荷特性を示す方法により帯電面の物理的品質と均一性を迅速、かつ、信頼性をもって決定する方法および装置が提案されている。この種の方法および装置は米国特許第５，１０１，１５９号に開示されており、ここに参考例として援用するが、この方法および装置は被測定面の欠陥の大きさ、数および位置を決定することができる。この種の方法および装置において、重要な考慮事項は電気的ノイズを最小にすることおよび検出信号の分解能を最大にすることである。これらの考慮の結果、センサーが被検表面に接近したときに電気ノイズを最小にするようにセンサーの面積を十分小さく選定するとともに、センサーと被検表面とが相対的に動いている間両者間の距離を一定に維持することにより、センサーの電流が表面に沿う電圧の変化と表面電界の変化がセンサーのエッジを横切る速度とにのみ比例することが必要である。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
米国特許第５，１０１，１５９号の方法では、センサーを十分小さい面積とすること、およびセンサーとドラム表面間の距離を一定に維持することの必要性のために、センサーを製造するために高価な技術を用いねばならず、さらにセンサーとドラム間の距離を一定に保持するためにしばしば保守を必要とする高価な精密機械要素を使用する必要がある。例えば、ドラムを保持しこれを動かす機械装置が摩耗して、ドラムの偏心回転と機械的なノイズを発生させ、センサーとドラム間の距離を変動させ、他方センサーボードに発生する機械的振動がセンサーとドラム間の相対的な運動を生じさせる。
【０００５】
試験中にドラム表面に与えられた電荷のために、センサー電極の接地基準電位に対して５００から１０００ボルト程度の電圧がドラム表面に発生する。このために、両者間に弧絡(arc-over)を阻止しセンサーまたはドラムの損傷を回避する最小の距離を維持する必要がある。弧絡間隔に関する周知のパッシェンの法則(Paschen rule)によって確立されたこの最小距離は、測定されるべき表面上の電荷の不均一性のいかなる値に対しても高い信号強度を発生し、かつ、測定の高い空間分解能(spatial resolution)を実現するために望まれる間隔よりも大きい間隔である。前述の従来方法および装置によって許容される実際の最小間隔は，パッシェンの制約の観点から、機械の動作および機械的摩耗のために不安定な距離の変動の許容度に基づかねばならない。
【０００６】
従って、ノイズを減少させるためにセンサー面積を十分小さく選択し、センサーとドラム間の距離を一定に保持するという要件を不要にするとともに、信号強度と測定分解能の増加という利点をもつこの種の方法と装置の出現が高く望まれている。
【０００７】
本発明の主たる課題は、電子写真表面の電荷または電圧分布を決定する新規で改良された方法および装置を提供することである。
【０００８】
本発明の他の課題は、センサーが表面に接近させられたときに、電気的ノイズを最小にするようにセンサー面積を十分小さくする要件を除いたこの種の方法および装置を提供することである。
【０００９】
本発明のさらに他の課題は、センサーの電流が、表面に沿う電圧の変化と表面電荷の変化がセンサーを通過する速度とにのみ比例するようにするために、センサーと表面とが相対的に動いている間両者間の距離を一定に保持する要件を除いた方法および装置を提供することである。
【００１０】
本発明のさらに他の課題は、増加した信号強度と増大した測定分解能の利点を得る方法で課題を達成する方法および装置を提供することである。
【００１１】
本発明のさらに他の課題は、弧絡を発生させずにセンサーと表面の間を接近させることができる方法および装置を提供することである。
【００１２】
【課題を解決するための手段および作用】
本発明は、表面を有し電荷を保持できる電子写真媒体の電気的性質を決定するための方法および装置であって、測定される表面に近接してセンサーが配置され、この表面に電荷が与えられ、表面とセンサーのエッジとの間の運動が表面に対して平行な方向で行われ、実質上ゼロ電圧差がセンサーと表面の間に維持され、表面がセンサーのエッジを横切るときに表面上の電圧または電荷の変動に応答してセンサーのエッジに誘起される信号が検出され、その信号の電気的パラメータが測定され、表面上の電圧または電荷の情報を与えて表面上の電圧密度分布または電荷密度分布が決定されるようにしたものである。電子写真媒体は少なくとも電荷保持第１層と導電性第２層とからなり、電荷が第１層に与えられて、第２層に対して第１層上に第１電圧または電荷を発生する。センサーと表面の間に維持される前述の実質上ゼロ電位差は、第２層に第２電圧または電荷を与えることによってもたらされ、第１層とセンサーのエッジとの間の相対的運動が生じたときでも、第１層の第１電圧または電荷に応答してセンサーのエッジ上に信号は発生されない。第２電圧または電荷の付与は、センサーのエッジを通過する前に第１層上の電圧または電荷を検出し、帰還制御を使用して検出電圧または電荷の性質によって決定される第２電圧または電荷を与えることによって実行することができる。オフセット信号により第２電圧または電荷の大きさを変化させ、第１層上の電圧または電荷の検知時点とセンサーのエッジの通過時点との間に第１層の電圧または電荷の変化を補償することができる。オフセット信号は、表面とセンサーのエッジの間の相対的な運動の速度および暗処減衰（ダークディケイ：dark decay）特性による第１層の電荷または電圧の減衰に依存する。第１層への電荷の付与は、第１層上の検出電圧または電荷の特性によって決定される第２電圧または電荷の提供と関連させることができる。以上の構成により、ノイズを減少させるためにセンサー面積を十分小さく選択し、センサーと表面の間の間隔を一定に維持にする要件を除くとともに、信号強度を高め、測定分解能を増大させることができる。
【００１３】
【実施例】
図１は電子写真表面の電荷または電圧分布を測定するための本発明による方法および装置を示す。図１において、電子写真表面は図１に断面で示されたフォトコピ−機（電子複写機）に使用されるタイプの光導電性ドラム１２によって規定されている。ドラム１２は二つの別個の要素、すなわち、通常やや硬い基層１０ｓとこの基層上に貼着または塗布された感光性フィルムからなる光導電性表層１０ｐとで構成されている。本発明による装置は、検知電極１４の形態をの少なくとも一つのセンサ−と、電極１４をドラム表面１０に近接配置するためのプリント回路板（ボード）の形態の手段１６とからなる。図２に明瞭に示すように、電極１４はエッジ１８を有し、表面１０と電極１４の間の相対的運動が生じたときに表面１０上の電荷が電極１４のエッジ１８を横切るように配備されている。
【００１４】
電極支持配置手段１６は全体形状が長方形のプリント回路基板（ボード）の形態をなし、その長さはドラム１２の軸長または他の検査される表面の対応する寸法に一致し、その幅は電極１４と反対側の面上に回路要素を保持できるのに十分な寸法を有する。電極１４は蒸着、エッチングまたは当該技術において周知の適当な方法によってボード１６の表面上に形成することができる。大概の表面を検査するために、本発明の装置は、前述の米国特許第５１０１１５９号に開示されているように、電極と表面の間の相対的運動方向をほぼ横切る方向に延長する経路に配置された電極１４のような複数の検知電極を含んでいる。
【００１５】
本発明の装置は、さらに、検査される表面に電荷を与えるための帯電手段４０からなる。ドラム１２の表面の電荷または電圧分布を測定するための図１の構成において、帯電手段４０は、典型的には普通ドラム表面１０に沿って長手方向に延長しこのドラム表面に平行に近接配置されたワイヤ４２の形態の帯電電極と、ワイヤ４２に電気的に接続された高ＤＣ電源４４と、ワイヤ４２の外部に配備され電気的に接地されたシールド４６とからなる。
【００１６】
ボード１６、従って、検知電極１４をドラム表面１０に対して比較的固定距離に保持するための機構が設けられている。図示の構成において、ボード１６は中心５０の回りを回動可能で、ブラケット５４を介してボード１６に回転可能に取付られたローラ５２が表面１０に接触して電極１４を含むボード１６の表面との間で所定の定間隔を確立し、ばね５６の形態のバイアス手段がボード１６に作用してローラ５２を表面１０に押圧している。種々の他の機械的機構ももちろん使用可能である。前述の機構または他の機構において、ローラ５２は、その軸がセンサー１４の中心とドラム１２の中心軸を結ぶ線の延長線上に配置されるような位置において、ボード１６に取付られている。これによってドラム１２の円形に不均一性があってもセンサー１４とドラム表面１０の間の間隔が変化しないことを保証している。本発明の方法および装置においては、ノイズを減少させるためにセンサー１４と表面１０の間に固定距離を維持する必要はないが、高い測定感度と空間分解能を実現するために、センサー１４とドラム表面１０間の距離を非常に短い固定距離、例えば約５０マイクロメートルに保持するのが望ましい。
【００１７】
表面１０とセンサー１４の間の相対的な運動を発生させる手段が備えられている。図示の構成においては、表面１０が動かされるが、この目的のために、ドラム１２はそれが取付られたシャフト６４にベルト６２を介して駆動連結された駆動モータ６０を含む手段によって回転させられる。種々の他の機械的駆動機構ももちろん使用できる。図示の機構においては、表面１０がセンサー１４に対して動かされるが、本発明の他の例としてセンサーを表面に対して動かすことも可能である。
【００１８】
本発明の装置は、さらに、検出電極１４のエッジを横切る表面電荷の変化に応答して電極に誘起された電流信号を検出するためにセンサー１４に接続された回路手段（図示省略）からなる。この回路手段は上述の米国特許第５１０１１５９号に開示されている回路と同様のものとすることができる。各センサー１４につき同様の回路手段が設けられる。本発明の装置は、さらに、検出された電流信号を走査するためにこの回路手段に作用接続された走査手段（図示省略）を備えている。この走査手段の一例が上述の米国特許に開示されている。さらに、走査された信号の少なくとも一つの電気的パラメータを測定し、表面１０の電荷密度の情報を提供してこの表面の物理的均一性を決定するために走査手段に作用接続された手段（図示省略）が設けられている。この測定手段の一形態が上述の米国特許に開示されている。
【００１９】
本発明によれば、センサー１４とドラム表面１０の間の電位差を実質上ゼロに維持するための手段７０が設けられている。詳しく説明すると、電荷が表層１０ｐに与えられ基層１０ｓに対して表層１０ｐ上に第１電圧または電荷を発生させる。第２電圧または電荷が基層１０ｓに与えられ、表層１０ｐとセンサー１４のエッジの間の相対的運動が表層１０ｐに対してほぼ垂直すなわち直角方向に行われたときでも、表層１０ｐ上の電圧または電荷に応答してセンサー１４のエッジには信号が発生されないようにしてある。この結果、ノイズを減少させるためにセンサー１４の面積を十分小さく選定して、センサー１４と表面１０の間の間隔を一定に維持する要件はなくなり、信号強度の増加および測定分解能の向上という利点を得ることができる。
【００２０】
すなわち、基層電圧／電荷供給源７２が線７４上に電圧Ｖｓを与え、この電圧が図１に示す装置のドラム保持機構上のスリップリング機構７６によって基層１０ｓに印加される。基層１０ｓに印加される電圧の制御はスイッチ８０によって行われる。図１に示すスイッチ８０の休止位置において、線７４に印加される電圧はゼロボルトであり、スイッチ８０の動作位置においては、線７４に印加される電圧はＶｓ＝−Ｖｐボルトである。
【００２１】
図３および４はドラム１２の表面１０の部分拡大図で、光導電性表層１０ｐの電圧Ｖｐを基準接地電位（ゼロボルト）に対してゼロとする電圧の加算態様を示す。図３はスイッチ８０が作動されて基層１０ｓに電圧Ｖｓを印加する前の状態を示し、一方図４はスイッチ８０が作動された後の状態を示す。図３において、表層１０ｐの表面上の電荷が、公知の電圧表示器／メータ８４（Ｖｐ）に示されるように、導電性基層１０ｓに対して例えば７００ボルトの表層（１０ｐ）表面電位を発生する。電圧表示器／メータ８６（Ｖｓ）は基準接地電位に対する基層１０ｓの電圧レベルを示す。電圧表示器／メータ８８（Ｖｔ）は地面に対するＶｐ＋Ｖｓの和を表す。図３の場合には、スイッチ８０が基層１０ｓを接地しているので、Ｖｔ＝Ｖｐ＋Ｖｓの電圧値は、Ｖｓ＝０ボルトであるから、Ｖｐに等しい。図４の場合には、スイッチ８０が作動されて基層１０ｓにＶｓ＝−Ｖｐの電圧を印加するので、基準接地電位に対する表層１０ｐの表面の電圧レベルは、表示器／メータ８８（Ｖｔ）に示されるように、ゼロボルトに等しくなる。
【００２２】
本装置の使用中の操作方法は、次の通りである。スイッチ８０が休止位置にあって、基層１０ｓにゼロボルトが印加されている、すなわち、基層１０ｓが接地されている間、表層１０ｐが帯電手段４０によって５００ボルトから１０００ボルトの間の試験電圧レベルＶｐに帯電される。実際の試験電圧レベルおよび極性は試験される特定のドラムの種類に応じて変わる。これは光導電体表層帯電サイクルと呼ぶことができる。それからドラムの試験のためにセンサー１４をドラム表面に向かって運動させる前あるいは運動中に、スイッチ８０を操作して電圧Ｖｓをドラムの基層１０ｓに印加する。選択された電圧Ｖｓの値は表層１０ｐの試験電圧Ｖｐの大きさに等しいが、極性が逆である。
【００２３】
表層１０ｐの帯電電圧レベルＶｐは常に基層１０ｓの電圧レベルＶｓに関係している。上述したように、表層１０ｐの帯電サイクル中、スイッチ８０はゼロ電圧Ｖｓを基層１０ｓに印加する。従って、光導電体表面の電圧レベルＶｐは接地またはゼロ電位レベルに関係づけられる。スイッチ８０が作動され、表層１０ｐの電圧に等しいが極性が逆の電圧Ｖｓを基層１０ｓに印加すると、電圧レベルＶｐは基層１０ｓに対しては試験レベルに止まるが、地面に対してはゼロボルトにシフトする。センサーが表層１０ｐ上の電荷の変動を測定する位置に動かされると、センサーもゼロボルト、すなわち、接地されているから、センサーと表層１０ｐの間にゼロ電位または非常に低い電位差が生じる。
【００２４】
電荷の不均一性が表面上に存在すると、その検出は前述の米国特許第５１０１１５９号に開示されているようにして行われる。センサー１４と表層１０ｐの間のゼロ電位または非常に低い電位差により、表層１０ｐの平面にほぼ垂直な平面における距離の変動、すなわち、センサー１４とドラム１２間の運動に応答して極めて微小なノイズ電流がセンサーに誘起されるか、または、ノイズ電流は誘起されない。このノイズ電流ｉn は（Ｖｐ＋Ｖｓ）とｄｃ／ｄｔの積に比例する。すなわち、ｉn ＝（Ｖｐ＋Ｖｓ）ｄｃ／ｄｔで、ここに、ｄｃ／ｄｔは表層１０ｐの平面にほぼ垂直な平面で発生するセンサー１４と表層１０ｐの間の距離の変動に起因するセンサー１４と表層１０ｐ間の容量の時間に対する変化である。ＶｐとＶｓとの和がゼロであると、ｉn 、すなわち、ノイズ電流はセンサー１４とドラム１２の間の距離の変動に起因するｄｃ／ｄｔのいかなる値に対してもゼロになる。しかし、表層１０ｐ上で電荷に何らかの変化が存在すると、前述の米国特許５，１０１，１５９に開示されているように、表層１０ｐの平面にほぼ平行な平面で電荷が運動するために、ｉs ＝（ｄｖ／ｄｘ）×（ｄｘ／ｄｔ）により電流Ｉs がセンサー１４に誘起される。
【００２５】
このことを次の例でさらに説明する。光導電体の欠陥を検査する場合あるいは光導電体表面から映像データを読み取る場合、欠陥あるいはデータは光導電体表面上で周りの区域の電圧または電荷レベルに対して異なる電圧または電荷レベルを有する区域として明示される。例えば、光導電体表面が一般電圧レベル−７００ボルトに帯電されているとき、−６８０ボルトあるいは−７２０ボルトの電圧レベルに帯電された区域が見出だされると、いずれも２０ボルトの欠陥個所となる。図１、２に示す装置を再度参照して、ドラム１２が時計方向３２へセンサー１４を通過して回転することによりドラム１２の表面上の一つの欠陥個所が図１、２で見て左側からセンサー１４に接近すると仮定する。欠陥個所がセンサー１４のエッジを横切るとき、電流ＩD がセンサー表面に誘起される。ＩD （欠陥電流）の大きさは、光導電体の周りの区域の電圧または電荷レベルに対する欠陥区域の電圧または電荷レベル、欠陥区域の大きさ、欠陥区域とセンサー１４の間の容量およびドラム１２の回転速度に比例する。
【００２６】
このようにして、複数のセンサー１４を使用することにより、ドラム１２の全表面域を走査して欠陥を検出する。欠陥個所は、通常センサーの平面に対して平行な方向に運動する平面内にあることに注意しなければならない。さらに、欠陥区域の電荷または電圧レベルは、ＤＣ表面の一般の電荷または電圧レベルに対して−２０ボルトであることに注意しなければならない。
【００２７】
欠陥に比例する電流ＩD とは別に、他の電流ＩN もセンサー１４に誘起される。この電流ＩN （ノイズ電流）は、センサーの表面と表層１０ｐの間の電圧と両面の間の容量の変化率との積、すなわち、［Ｖ（光導電体表層）］ｄｃ／ｄｔに比例する。
【００２８】
センサー表面と光導電体表面の間の容量は、センサー１４と表層１０ｐの間の距離の関数であるので、機械的ノイズおよび機械の振動による距離の変化がｄｃ／ｄｔ項を生じ、通常接地されているセンサー１４のゼロ電圧レベルに対して何らかの電圧が光導電体表面に存在すると、ノイズ電流ＩN が生じる。
【００２９】
本発明の技術は、センサーの表面とドラムの表層１０ｐとの間の電位差をゼロにし、同時に表層１０ｐと基層１０ｓとの間の電位差を維持して電子写真工程を妨げないようにする。
【００３０】
図１、２に示す構成において、表層１０ｐと基層１０ｓ間の元の電位差を−７００Ｖに維持しながら光導電体表面とセンサー表面の間の電位差をゼロボルトに等しくするために、基層１０ｓは電源、すなわち、本実施例では＋７００ボルト電源に接続されている。本発明のシステムによれば、光導電体表面とセンサー表面の間の容量変化（ｄｃ／ｄｔ）はセンサー１４へのＩN 電流を誘起しない。容量変化（ｄｃ／ｄｔ）は、センサー表面と表層１０ｐ間の距離を変化させる機械的な運動、従って、センサー１４の面に対してほぼ垂直な平面内で生じる運動に起因することに注意しなければならない。このことはこの垂直な平面への運動に変換される運動成分を有しているいかなる運動についても真実である。センサーの平面に平行な平面で生じる機械的ノイズまたは振動による運動は、ＩN を誘起しない。何故ならこの運動はセンサー表面と表層１０ｐの間のｄｃ／ｄｔ項を生じないからである。
【００３１】
光導電体の表面にある欠陥個所の検出は、基層のバイアスによっては影響されない。先に説明したように、電流ＩD （誘起された欠陥電流）の大きさは、（ファクターの一つとして）周りの区域の電圧または電荷レベルに対する欠陥個所の電圧または電荷レベルに比例する。
【００３２】
接地レベルに対して、欠陥区域の電圧レベルは−６８０ボルトであり、また表層１０ｐの一般電圧レベルは−７００ボルトである。従って、電位差は＋２０ボルトである。基層バイアス電圧の印加後、接地レベルに対して、欠陥区域の電圧レベルは＋２０ボルト、一方光導電体表面の電圧レベルはゼロボルトになる。しかし、基層バイアスレベルの印加前の＋２０ボルトの電位差は、基層バイアスレベルの印加後も維持され、従って、センサー１４による欠陥個所の検出は基層バイアスレベルの印加によって妨げられることはない。本発明の技術は測定値のＳ／Ｎ比を相当高めるとともに、次に説明するような他の利点がある。
【００３３】
本発明の方法および装置の利点は多い。例えば、センサー１４と表層１０ｐの間のゼロまたは低い電圧により、ドラム測定中、非常に接近した間隔でも弧絡(arc-over)は発生しない。さらに、本発明の方法および装置においては、ノイズの発生を減少させるために、センサー１４の面積を十分小さくすることによりセンサー１４とドラム１２の間の容量を減少させる必要は最早ない。同様に、ノイズの発生を減少させるために、センサー１４とドラム１２間の距離の変動を除くことによってセンサーとドラムの間の時間に対する容量の変化を減少させる必要は最早ない。本発明によってセンサー１４と表層１０ｐの間の電位差をゼロにすることによりこれら両者間の電圧ストレスが除かれるので、Ｖｔ ｄｃ／ｄｔによって発生されるノイズ信号は存在できない。ここで、Ｖｔはセンサー１４と表層１０ｐ間の電位差、ｄｃ／ｄｔはセンサー１４と表層１０ｐの間の距離の変化によって生じる両者間の容量の変化である。
【００３４】
さらに、センサー１４を、アークオーバーの発生の恐れがなく、表層１０ｐのごく近くまで動かすことができるので、当該技術者によって容易に理解されるように、微小な電荷の不均一性の測定感度が劇的に高められ、さらに、空間的分解能も劇的に増大する。さらに、機械の摩耗による機械的ノイズと振動の増加によりセンサーと表層１０ｐの間隔が変動しても、従来の方法および装置におけるように、ノイズ電流ｉn は増大しない。従って、図１から４の実施例は本発明の目的を達成することができる。
【００３５】
図５は電子写真面の電荷または電圧分布を決定するための本発明の他の実施例による装置を示す。図５において、図１から４の実施例の構成要素と同じ構成要素には同じ参照番号にダッシュを付して示す。図５の実施例において、図１から４の実施例のスイッチ８０は無く、基層電圧Ｖｓ’は次のようにして自動制御装置によって与えられる。光導電性表層１０ｐ’の電圧Ｖｐ’はドラムの回転に対してセンサー域の直前の近接域に配置された慣用の非接触静電電圧計１００を用いてモニターされる。静電電圧計１００の出力は積分されて基層１０ｓ’の電圧Ｖｓ’を発生する。
【００３６】
詳しく説明すると、静電電圧計１００は帯電手段４０’とセンサー電極１４’間に表層１０ｐ’に対して作用関係に隔置されたプローブ１０２を含んでいる。プローブ１０２はケーブル１０４を介して出力端子１０８を有する電圧計作動回路１０６に接続されている。静電電圧計１００としては、米国ニューヨーク州、メディナのトレック・インコーポレイテッド(Trek Inc.) から入手できるタイプのものがある。電圧計１００の出力端子１０８は抵抗器１０９を介して高電圧積分増幅器１１０の反転入力端子に接続されている。この増幅器は出力端子１１２と、出力端子１１２と反転入力端子間に接続された帰還コンデ１１４とを有している。増幅器１１０の出力端子１１２は線１１８によってドラムスリップリング機構７６’に接続されている。増幅器１１０の出力電圧は出力端子１１２とアース間に接続されたメータ１２０によってモニターされる。増幅器１００の非反転入力端子は接地されている。
【００３７】
自動的に発生される電圧Ｖｓ’の値は、静電電圧計１００によってモニターされる表層１０ｐ’の電圧レベルをアースに対してゼロ電圧レベルにするのに必要な大きさである。これによって自動的に帰還制御を生じさせ、表層１０ｐ’の電圧レベルに正確に等しいが逆極性の電圧レベルＶｓ’を発生させ、センサーと表層１０ｐ’の間の電圧をゼロにする。
【００３８】
本発明の方法と装置を使用して電子写真用ドラムを試験する際に、電圧計１００によってモニターされる電圧Ｖｐ’と、センサー電極１４’の領域に入る光導電性表層１０ｐ’の部分の電圧レベルＶｐ’とに差が生じうる。これは電圧計１００によるＶｐ’の測定域とセンサー電極１４’による測定域との間に時間差があるからである。この電圧差は、周知のようにドラム１２’の表面速度と、光導電体の暗処減衰（ダークディケイ：dark decay）特性による表層１０ｐ’上の電荷の減衰(charge decay)とに依存する。この電圧差は本発明の自動制御装置によって容易に調整することができる。これは、発生されるＶｓ’の値をオフセット（調節）する信号を制御装置に入力し、センサー域を横切るときにアース電位を基準にしてＶｐ’の値をゼロにすることによって達成される。
【００３９】
詳しく説明すると、システムが作動されたとき、表層１０ｐ’がアースを基準にして例えば７００ボルトに帯電されると仮定する。静電電圧計１００による７００ボルトレベルの検出に応答して、自動制御装置がマイナス７００ボルトに等しい電圧レベルを基層１０ｓ’上に発生すると、電圧計(ESVM)１００は表層１０ｐ’の電圧レベルＶｐ’をゼロ電圧と測定する。もし、ダークディケイ特性により、基層１０ｓ’に対する電圧Ｖｐ’がセンサー１４’の域で基層１０ｓ’に対して、例えば、２０ボルトだけ低下して６８０ボルトになると、センサー測定域に入ったときに、表層１０ｐ’上の減衰電圧レベルが表層１０ｐ’とセンサーの間に−２０ボルトの電位差を発生する。
【００４０】
ダークディケイによるこのオフセット効果は、小さいオフセット信号をＶｓ’自動制御装置に導入しＶｓ’を−７００ボルトではなく−６８０ボルトにすることによって完全に消滅できる。これによって、センサーとセンサー測定域にある表層１０ｐ’との間の電圧レベル差が再度ゼロボルトに確立される。この小さいオフセットは図５にＶddで示された暗処減衰調節（ダークディケイオフセット調節：dark decay offset adjustment) によって達成される。詳しく説明すると、ポテショメータ１２６を含むオフセット信号供給回路が正直流電源１２８とアース間に接続されている。ポテンショメータ１２６の摺動アーム１３０が抵抗器１３２を介して増幅器１１０の反転入力に接続されている。この摺動アーム１３０上の電圧が暗処減衰調節電圧Ｖddである。
【００４１】
図６は本発明の他の実施例による装置で、制御が表面の帯電と統合され、基層電圧帰還制御システムが常に動作状態にある。図６において、図５の装置の構成要素と同じ構成要素は同じ参照番号に二重ダッシュを付して示す。詳しく説明すると、自動制御装置は公知のスコロトロン(scorotron) その他のイオン発生器である帯電システム１５０の動作と一体をなし、Ｖｓ”帰還制御システムをドラム帯電サイクル中でも常時作動させる。帯電システムと統合されたＶｓ”帰還制御システムの動作は、従来技術の方法および装置におけるように帯電システムを独立して使用するのに比べて、表層１０ｐ”の電荷レベルＶｐ”をより密接に制御できる利点がある。
【００４２】
図６に示すように、増幅器１１０”とともに静電電圧計１００”とプローブ１０２”とからなるＶｓ”自動制御装置が電圧Ｖｓ”、すなわち、基層１０ｓ”の電圧を供給し、これがプローブ１０２”によって読み取られるＶｐ”、すなわち、表層１０ｐ”の電圧を上述したように自動的にゼロボルトにする。これにより、表層１０ｐ”と基層１０ｓ”の間に所望のドラム試験電圧レベルＶｐ”を確立する。さらに、イオン発生ワイヤ１５２を有する帯電装置１５０が高電圧ＡＣ発電機１５４に接続されている。帯電装置１５０として高電圧ＡＣ発電機を使用すると従来から公知のようにいずれかの極性（＋または−）の空気イオン源が提供される。帯電装置のシールド１５６およびグリッド１５８は公知のように互いに接続され、さらに高電圧増幅器１６０の出力に接続されている。増幅器１６０の入出力間に接続されたコンデンサ１６２と抵抗器１６４、１６６からなるダイナミック要素が、この帯電装置の制御ループの時間応答、利得およびダンピング特性を設定するのに使用される。増幅器１６０の入力に抵抗器１７０とスイッチ１７２を介して表層１０ｐ”と基層１０ｓ”の間のドラム試験電圧の所望値に比例する信号が与えられる。この所望電圧レベル指令Ｖscはポテンショメータ１７６から取り出される。このポテンショメータはそれぞれプラス基準電源１７８、マイナス基準電源１８０から電圧Ｖscの所望のレベルと極性を選択するのに使用される。さらに、増幅器１６０の入力には反転増幅器１８４の出力が抵抗器１８６を介して加算されている。これによって、マイナス１０００ボルトとプラス１０００ボルトの光導電体電荷レベルにそれぞれ対応する基準電圧の低い値、例えば、プラス１０ボルトとマイナス１０ボルトを使用できる。抵抗器１９０と１９２は約１００対１の比で選択され、増幅器１８４が約−１／１００の利得を得ることができるようにする。他の比も使用することができる。抵抗器１８６と抵抗器１７０の比は約１対１である。
【００４３】
図６のシステムの動作は次の通りである。Ｖsc指示計２００で読みとられるドラムの試験電圧の所望の値および極性は、ポテンショメータ１７６の調節によって得られる。負極性基層電圧値を得るために、Ｖscの負極性値が選択される。Ｖｓ”を正極性値とするために、Ｖscの正極性値が選択され、Ｖｓ”の大きさはＶscの大きさの１００倍になる。
【００４４】
スイッチ１７２を操作すると、電圧Ｖscにより抵抗器１７０を介して電流が増幅器１６０に流れ、これが帯電装置１５０のシールド１５６およびグリッド１５８にバイアスレベルを発生させ、これによって空気イオン（air ions）が帯電装置１５０から放出され表層１０ｐ”に流れる。表層１０ｐ”の電圧Ｖｐ”が検出されると、静電電圧計１００”のプローブ１０２”が基層１０ｓ”の電圧Ｖｓ”を発生させ、上述したように、これを高電圧積分増幅器１１０”の出力に出現させる。本実施例において、増幅器１１０”はその出力と反転入力にまたがって接続されたコンデンサ２０４と抵抗器２０６とからなる帰還回路を有する。
【００４５】
空気イオンが流れ続けてＶｓ”の値を増加させ、Ｖsc指示器２０２によって示される増幅器１８４の出力が−Ｖscに等しい電圧値になると、この時点でポテンショメータ１７６と抵抗器１７０の電圧によって確立された増幅器１６０への電流が、増幅器１８４と抵抗器１８６の出力電圧によって確立された同じ大きさで逆極性の電流と拮抗する。この時、帯電装置１５０のシールド１５６とグリッド１５８に印加されるバイアスレベルがゼロバイアスに戻り、帯電装置１５０からの空気イオンの放出を停止させる。
【００４６】
何らかの理由によりＶｓ”の値がオーバーシュートし（行き過ぎ）、増幅器１８４の出力におけるＶscの値が所望の値を越えて発生すると、増幅器１６０の出力が帯電装置１５０へのバイアスレベルを反対方向に駆動し、反対極性の空気イオンが帯電装置１５０を放れて表層を適当なレベルまで放電させる。帯電装置１５０がいずれかの極性の空気イオンを供給して表層を帯電または放電させることができることは公知である。従来から使用されているように、帯電装置のグリッド１５８は通常所望の光導電体試験電圧に等しい固定電圧レベルにバイアスされている。従来の装置においては、光導電体表層１０ｐ”の表面電圧Ｖｐ”は、表層１０ｐ”に衝突する空気イオンに応答して、帯電装置のグリッド１５８のバイアスレベルに近いが、決して同じでないレベルに高められる。しかし、本発明の方法および装置はこの従来の経過を生じさせない。これはＶｓ”制御ループが表層１０ｐ”の電圧Ｖｐ”をアース（あるいはグリッド１５８）に対して出現させないからである。
【００４７】
Ｖｓ制御ループとともに使用される帯電装置制御ループの利点を図７に示す。この図は従来の帯電装置と方法を用いた時間に対する典型的な光導電体電圧の上昇を示す。さらに、本発明の方法を用いた−Ｖｓ”＝Ｖｐ”の応答をも示す。図示したように、従来の方法を使用すると、表層電圧Ｖｐの上昇率は指数関数的応答曲線２１０に従う傾向にある。これは表層上の電圧の上昇により帯電装置のグリッド１５８と表層１０ｐ”の間の電界強度が減少するからである。この減少する電界強度は帯電装置１５０からの空気イオンの移動度を低下せしめる。公知のように、所望の光導電体電圧レベルと帯電装置１５０のバイアスレベルの間の誤差は典型的な指数関数的応答によって示される長い時間存在する。電圧レベル２１２は従来方法を使用した表層電圧の所望の値である。
【００４８】
同じグラフに示すように、Ｖｓ”の値（Ｖｓ”＝−Ｖｐ”）は従来の方法よりも約３倍の早さの応答時間２１４を有していることを示している。これはＶｓ”制御装置の使用により、表層１０ｐ”の電圧Ｖｐ”はアースに対して上昇することが許されないので、帯電工程中表面１０ｐ”と帯電装置のグリッド１５８の間に電界強度の減少が生じないからである。その結果、ドラムへの帯電電流は指数関数的帯電曲線に従うことなく一定となる。電圧レベル２１６は本発明の方法および装置を使用した１０ｐと１０ｓの間の光導電体層電圧の所望の値である。この新しい光導電体表面帯電装置が提供する特別な利点は、この技術によって早く正確な表面帯電が得られることである。
【００４９】
本発明の方法および装置は、電子写真像の形成に有利に適用できる。一般的な電子写真像形成法において、光導電体帯電サイクル中、基層にバイアスレベルを印加することによってアースに対する表層の電圧をゼロに維持するようにした本発明の帯電方法を使用することによって、新規で改良された電子写真法が得られる。例えば、電子写真表面の像形成技術とＸ線技術の併用によって、映像形成媒体として従来の写真フィルムを使用する方法よりも生物学的に安全な方法が得られる。しかし、これら電子写真像形成技術に固有の欠点は、形成された画像が実像のネガであることである。この点はこれらのプロセスにおいて写真フィルムを使用するときも同じである。本発明の方法を使用し、基層をバイアスして、アースに対して表層を帯電させれば、ネガ画像でなくポジ画像を形成できるので、医療者による画像診断がより容易となる。さらに、本発明の方法と装置を使用することによって、現像処理の前に電子写真画像を直接読み取ると、高い分解能と低いノイズの画像を再生することができる。
【００５０】
本発明の方法と装置を特に光導電体の品質検査のために使用するとき、光導電体層の電圧レベルＶｐに等しい基層バイアス電圧レベルを適用することは望ましいことであるが、Ｖｐに等しくないＶｓの異なる種々の値を用いることも望ましい。例えば、トナーまたは他の現像物質を用いる現像工程を使用する電子写真法において、基層に印加される電圧を、コントラストまたは分解能などにおいて現像画像の品質を改良するように調節することができる。ある場合において、ＡＣバイアス電圧を単独にまたはＤＣバイアスレベルとともに基層に印加して現像工程の能率と品質を改良してトナーのような現像物質の物理的または化学的特性の欠点を補償することもできる。
【００５１】
以下実施態様を要約する。
【００５２】
（１）表面を有し電荷を保持可能な電子写真媒体の電気的特性を測定する方法であって、
ａ）前記表面に電荷を与える工程と；
ｂ）エッジを有する少なくとも一つのセンサーを前記表面に近接配置する工程と；
ｃ）前記表面と前記センサーのエッジとの間に前記表面に対して平行な相対的運動が生じたときに、前記表面に沿う前記電圧または電荷の変動に応答して前記センサーが信号を発生するように、前記センサーを前記表面に対して配置する工程と；
ｄ）前記表面と前記センサーのエッジとの間に前記表面に対して平行な相対的運動を生じさせる工程と；
ｅ）前記センサーと前記表面の間の電圧差を実質上ゼロに維持する工程と；
ｆ）前記表面が前記センサーのエッジを横切るときに、前記表面の前記電圧または電荷の変動に応答して前記センサーの前記エッジに誘起される信号を検出する工程と；
ｇ）前記信号の電気的パラメータを測定して、前記表面の前記電圧または電荷の前記変動に関する情報を提供し、前記表面上の前記電圧密度分布または電荷密度分布を決定する工程と；
からなることを特徴とする電子写真媒体の電気的特性を測定する方法。
【００５３】
（２）前記センサーと前記表面の間の電圧差をほぼゼロに維持する工程が：
ａ）第１の電圧または電荷を前記電子写真媒体の一部分に与える工程と；
ｂ）前記表面と前記センサーのエッジとの間に前記表面に対して垂直な方向の相対的運動が生じたときに、前記電子写真媒体の前記一つの部分の電圧または電荷に応答して前記センサーのエッジに信号が発生しないように前記電子写真媒体の他の部分に第２の電圧または電荷を与える工程と；
からなる（１）項の方法。
【００５４】
（３）前記第２電圧または電荷が前記第１電圧または電荷に大きさが等しく、逆極性である（１）項の方法。
【００５５】
（４）前記第２電圧または電荷を前記電子写真媒体の前記他の部分に与える工程が、前記電子写真媒体の前記一つの部分が前記センサーの前記エッジを通過する前に前記一つの部分の電圧または電荷を検知し、検知された電圧または電荷の特性によって決定される前記第２電圧または電荷を提供することによって、実行される（２）項の方法。
【００５６】
（５）前記第２電圧または電荷が前記第１電圧または電荷に等しく、かつ、逆極性である（４）項の方法。
【００５７】
（６）前記第２電圧または電荷を前記電子写真媒体の前記他の部分に与える工程が、前記電子写真媒体の前記一つの部分が前記センサーの前記エッジを通過する前に、前記一つの部分の電圧または電荷を静電電圧計によって検知し、前記静電電圧計の出力を利用して帰還制御を行い、検知された電圧または電荷の特性によって決定される前記第２電圧または電荷を提供することによって、実行される（２）項の方法。
【００５８】
（７）前記第２電圧または電荷が前記第１電圧または電荷に等しく、逆極性である（６）項の方法。
【００５９】
（８）前記電子写真媒体の前記一つの部分の電圧または電荷の検知と前記センサーの前記エッジの通過との間に、前記電圧または電荷の変化を補償するために前記第２電圧または電荷の大きさを変えるオフセット信号を提供することをさらに含む（４）項の方法。
【００６０】
（９）前記オフセット信号が、前記表面と前記センサーの前記エッジとの間の相対的運動の速度と、前記媒体の前記一つの部分のダークディケイ（暗処減衰）特性に起因する前記電子写真媒体の前記一つの部分上の電荷または電圧の減衰とに依存する（８）項の方法。
【００６１】
（１０）前記電子写真媒体の前記一つの部分上の電圧または電荷の前記静電電圧計による検知と前記センサーの前記エッジの通過との間に、前記電圧または電荷の変化を補償するために前記帰還制御を変化させるオフセット信号を提供することをさらに含む（６）項の方法。
【００６２】
（１１）前記オフセット信号が、前記表面と前記センサーの前記エッジとの間の相対的運動の速度と、前記電子写真媒体の前記一つの部分のダークディケイ特性による前記媒体の前記一つの部分上の電荷または電圧の減衰とに依存する（１０）項の方法。
【００６３】
（１２）前記表面への電荷の付与を、検知された電圧または電荷の特性によって決定された前記第２電圧または電荷の提供と関連させて制御することをさらに含む（４）項の方法。
【００６４】
（１３）ａ）前記表面に与えるための選択された大きさの電荷を表わす第１制御信号を用意し；
ｂ）検知された電圧の特性によって決定される前記第２電圧または電荷から得られる第２制御信号を用意し；
ｃ）前記第１および第２制御信号を用いて前記表面に電荷を与える工程を制御すること；
をさらに含む（４）項の方法。
【００６５】
（１４）少なくとも電荷を保持する第１層と導電性第２層とからなる電子写真媒体の電気的特性を測定する方法であって、
ａ）電荷を前記第１層に与えて前記第２層に対し前記第１層上に第１電圧または電荷を発生させる工程と；
ｂ）エッジを有する少なくとも一つのセンサーを前記第１層に近接配置する工程と；
ｃ）前記第１層または前記センサーのエッジが前記第１層に対して平行に互いに相対的に移動したときに、前記センサーが前記第１層に沿う前記電圧または電荷の変化に応答して信号を発生するように前記センサーを前記第１層に対して配置する工程と；
ｄ）前記第２層に第２電圧または電荷を与えることにより、前記第１層と前記センサーの前記エッジとの間に前記表面に対してほぼ垂直な方向の相対的運動が生じたときに、前記第１層上の前記第１電圧または電荷に応答して前記センサーのエッジに何ら信号が発生しないようにする工程と；
ｅ）前記第１層と前記センサーのエッジとの間に前記表面に対して平行な相対的運動を生じさせる工程と；
ｆ）前記第１層が前記センサーのエッジを横切るときに、前記第１層上の前記第１電圧または電荷の変化に応答して前記センサーの前記エッジに誘起される信号を検出する工程と；
ｇ）前記信号の電気的パラメータを測定し、前記第１層上の前記第１電圧または電荷の前記変化の情報を提供し、前記第１層上の電圧密度分布または電荷密度分布を決定する工程と；
からなることを特徴とする電子写真媒体の電気的特性を測定する方法。
【００６６】
（１５）前記第２電圧または電荷が前記第１電圧または電荷に等しく、逆極性である（１４）項の方法。
【００６７】
（１６）前記第２電圧または電荷を前記第２層に与える工程が、前記第１層が前記センサーの前記エッジを通過する前に、前記第１層の電圧または電荷を検知し、検知された電圧または電荷の特性によって決定される前記第２電圧または電荷を提供することによって、実行される（１４）項の方法。
【００６８】
（１７）前記第２電圧または電荷が前記第１電圧または電荷に等しく、逆極性である（１６）項の方法。
【００６９】
（１８）前記第２電圧または電荷を前記第２層に与える前記工程が、前記第１層が前記センサーの前記エッジを通過する前に、前記第１層上の電圧または電荷を静電電圧計によって検知し、前記静電電圧計の出力を利用して帰還制御を行い、検知された電圧または電荷の特性によって決定される前記第２電圧または電荷を提供することによって、実行される（１４）項の方法。
【００７０】
（１９）前記第２電圧または電荷が前記第１電圧または電荷に等しく、逆極性である（１８）項の方法。
【００７１】
（２０）前記第１層の電圧または電荷の検知と前記センサーの前記エッジの通過との間に、前記電圧または電荷の変化を補償するために前記第２電圧または電荷の大きさを変えるオフセット信号を提供することをさらに含む（１６）項の方法。
【００７２】
（２１）前記オフセット信号が、前記第１層と前記センサーのエッジとの間の相対的運動の速度と、前記第１層のダークディケイ（暗処減衰）特性に基因する前記第１層上の電荷または電圧の減衰とに依存する（２０）項の方法。
【００７３】
（２２）前記第１層上の電圧または電荷の前記静電電圧計による検知と前記センサーの前記エッジの通過との間に、前記電圧または電荷の変化を補償するために前記帰還制御を変化させるオフセット信号を提供することをさらに含む（１８）項の方法。
【００７４】
（２３）前記オフセット信号が、前記第１層と前記センサーの前記エッジとの間の相対的運動の速度と、前記第１層のダークディケイ特性による前記第１層の電荷または電圧の減衰とに依存する（２２）項の方法。
【００７５】
（２４）前記第１層への電荷の付与を、検知された電圧または電荷の特性によって決定される前記第２電圧または電荷の提供と関連させて制御することをさらに含む（１６）項の方法。
【００７６】
（２５）ａ）前記第１層に与えるための選択された大きさの電荷を表わす第１制御信号を用意し；
ｂ）検知された電圧の特性によって決定される前記第２電圧または電荷から得られる第２制御信号を用意し；
ｃ）前記第１および第２制御信号を用いて前記第１層に電荷を与える工程を制御すること；
をさらに含む（２４）項の方法。
【００７７】
（２６）表面を有し電荷を保持可能な電子写真媒体の電気的特性を測定する装置であって、
ａ）前記表面に電荷を与える手段と；
ｂ）前記表面に近接配置されエッジを有する少なくとも一つのセンサーと；
ｃ）前記表面と前記センサーのエッジとの間に前記表面に対して平行な相対的運動が生じたときに、前記表面に沿う前記電圧または電荷の変動に応答して前記センサーが信号を発生するように前記センサーを前記表面に対して配置する手段と；
ｄ）前記表面と前記センサーのエッジとの間に前記表面に対して平行な相対的運動を生じさせる手段と；
ｅ）前記センサーと前記表面の間の電圧差を実質上ゼロに維持する手段と；
ｆ）前記表面が前記センサーのエッジを横切るときに、前記表面の前記電圧または電荷の変動に応答して前記センサーのエッジに誘起される信号を検出する手段と；
ｇ）前記信号の電気的パラメータを測定して、前記表面の前記電圧または前記電荷の前記変動に関する情報を提供し、前記表面上の前記電圧密度分布または電荷密度分布を決定する手段と；
からなることを特徴とする電子写真媒体の電気的特性を測定する装置。
【００７８】
（２７）前記センサーと前記表面の間の電圧差をほぼゼロに維持する手段が、
ａ）第１電圧または電荷を前記電子写真媒体の一つの部分に与える手段と；
ｂ）前記表面と前記センサーのエッジとの間に前記表面に対して垂直な方向の相対的な運動が生じたときに、前記電子写真媒体の前記一つの部分の電圧または電荷に応答して前記センサーのエッジに信号が発生しないように前記電子写真媒体の他の部分に第２電圧または電荷を与える手段と；
からなる（２６）項の装置。
【００７９】
（２８）前記第２電圧または電荷を与える前記手段が、前記第１電圧または電荷に大きさが等しく、極性が逆である電圧または電荷を提供する手段を含む（２７）項の方法。
【００８０】
（２９）前記第２電圧または電荷を与える前記手段が、前記電子写真媒体の前記一つの部分が前記センサーの前記エッジを通過する前に、前記電子写真媒体の前記一つの部分の電圧または電荷を検知し、検知された電圧または電荷の特性によって決定される前記第２電圧または電荷を提供する手段を含む（２７）項の方法。
【００８１】
（３０）前記第２電圧または電荷を与える前記手段が、前記第１電圧または電荷に大きさが等しく極性が逆である電圧または電荷を与える手段を含む（２９）項の方法。
【００８２】
（３１）前記第２電圧または電荷を与える前記手段が、
ａ）前記電子写真媒体の前記一つの部分が前記エッジを通過する前に、前記電子写真媒体の前記一つの部分の電圧または電荷を検知する静電電圧計と；
ｂ）前記静電電圧計の出力を利用し検知電圧または電荷の特性によって決定される前記第２電圧または電荷を提供する帰還制御手段と；
からなる（２７）項の装置。
【００８３】
（３２）前記帰還制御手段が、前記第１電圧または電荷に等しく極性が逆である第２電圧または電荷を提供する手段を含む（３１）項の装置。
【００８４】
（３３）前記電子写真媒体の前記一つの部分の電圧または電荷の検知と前記センサーの前記エッジの通過との間に、前記電圧または電荷の変化を補償するために前記第２電圧または電荷の大きさを変えるオフセット信号を提供する手段をさらに含み、前記オフセット信号が、前記表面と前記センサーのエッジとの間の相対的移動の速度と、前記電子写真媒体の前記一つの部分のダークディケイ（暗処減衰）特性による前記媒体の前記一つの部分の電荷または電圧の減衰とに依存する（２９）項の装置。
【００８５】
（３４）前記電子写真媒体の前記一つの部分の電圧または電荷の前記静電電圧計による検知と前記センサーのエッジの通過との間に、前記電圧または電荷の変化を補償するために前記帰還制御手段の動作を変えるオフセット信号を提供する手段をさらに含み、前記オフセット信号が、前記表面と前記センサーのエッジとの間の相対的運動の速度と、前記電子写真媒体の前記一つの部分のダークディケイ（暗処減衰）特性による前記媒体の前記一つの部分の電荷または電圧の減衰とに依存する（３１）項の装置。
【００８６】
（３５）前記表面に電荷を与える前記手段と、前記第２電圧または電荷を与える前記手段とに作用接続され、検知された電圧または電荷の特性によって決定される前記第２電圧または電荷の提供と関連させて前記表面への電荷の付与を制御する手段をさらに含む（２９）項の装置。
【００８７】
（３６）前記表面への電荷の付与を制御する前記手段が、
ａ）前記表面に与えるための電荷の選択値を表わす第１制御信号を提供する手段と；
ｂ）検知された電圧の特性によって決定される前記第２電圧または電荷から得られる第２制御信号を提供する手段と；
ｃ）前記第１および第２制御信号を利用して電荷を前記表面に与える前記手段を制御する手段と；
からなる（３５）項の装置。
【００８８】
（３７）少なくとも電荷を保有する第１層と導電性第２層とからなる電子写真媒体の電気的特性を測定する装置であって、
ａ）電荷を前記第１層に与えて前記第２層に対し前記第１層に第１電圧または電荷を発生させる手段と；
ｂ）前記第１層に近接配置されエッジを有する少なくとも一つのセンサーと； ｃ）前記第１層と前記センサーのエッジとの間に前記第１層に対して平行な相対的運動が生じたときに、前記第１層に沿う前記第１電圧または電荷の変化に応答して前記センサーが信号を発生するように前記第１層に対して前記センサーを配置する手段と；
ｄ）前記第２層に第２電圧または電荷を与えることにより、前記第１層と前記センサーの前記エッジとの間に前記第１層に対して垂直な方向の相対的運動が生じたときに、前記第１層の前記第１電圧または電荷の変化に応答して前記センサーのエッジに何ら信号を発生しないようにする手段と；
ｅ）前記第１層と前記センサーのエッジとの間に前記第１層に対して平行な相対的運動を生じさせる手段と；
ｆ）前記第１層が前記センサーのエッジを横切るときに、前記第１層上の前記第１電圧または電荷の変化に応答して前記センサーのエッジに誘起される信号を検出する手段と；
ｇ）前記信号の電気的なパラメータを測定し、前記第１層の前記第１電圧または電荷の変動に関する情報を提供し、前記第１層の電圧または電荷密度分布を決定する手段と；
からなることを特徴とする電子写真媒体の電気的特性を測定する装置。
【００８９】
（３８）前記第２電圧または電荷を与える手段が、前記第１電圧または電荷に等しく逆極性の電圧または電荷を提供する手段を含む（３７）項の装置。
【００９０】
（３９）前記第２電圧または電荷を与える前記手段が、前記第１層が前記センサーのエッジを通過する前に、前記第１層の電圧または電荷を検知し、検知電圧または電荷の特性によって決定される前記第２電圧または電荷を提供する手段を含む（３７）項の装置。
【００９１】
（４０）前記第２電圧または電荷を与える手段が、前記第１電圧または電荷に等しく逆極性の電圧または電荷を提供する手段を含む（３９）項の装置。
【００９２】
（４１）前記第２電圧または電荷を与える前記手段が、
ａ）前記第１層が前記センサーのエッジを通過する前に、前記第１層の電圧または電荷を検知する静電電圧計と；
ｂ）前記静電電圧計の出力を利用し、検知電圧または電荷の特性によって決定される前記第２電圧または電荷を提供する帰還制御手段と；
からなる（３９）項の装置。
【００９３】
（４２）前記帰還制御手段が、前記第１電圧または電荷に等しく逆極性の第２電圧または電荷を提供する手段を含む（４１）項の装置。
【００９４】
（４３）前記第１層上の電圧または電荷の検知と前記センサーのエッジの通過との間に、前記電圧または電荷の変動を補償するために前記帰還制御手段の動作を変えるオフセット信号を提供する手段をさらに含み、前記オフセット信号が、前記第１層と前記センサーのエッジとの間の相対的移動の速度と、前記第１層のダークディケイ（暗処減衰）特性による前記第１層の電荷または電圧の減衰とに依存する（３９）項の装置。
【００９５】
（４４）前記第１層の電圧または電荷の前記静電電圧計による検知と前記センサーのエッジの通過との間に、前記電圧または電荷の変動を補償するために前記帰還制御手段の動作を変えるオフセット信号を提供する手段をさらに含み、前記オフセット信号が、前記第１層と前記センサーのエッジとの相対的移動の速度と、前記第１層のダークディケイ（暗処減衰）特性による前記第１層の電荷または電圧の減衰とに依存する（４１）項の装置。
【００９６】
（４５）前記第１層に電荷を与える前記手段と、前記第２電圧または電荷を与える前記手段とに作用接続され、検知された電圧または電荷の特性によって決定される前記第２電圧または電荷の提供と関連させて前記第１層への電荷の付与を制御する手段をさらに含む（３９）項の装置。
【００９７】
（４６）前記第１層への電荷の付与を制御する前記手段が、
ａ）前記第１層に与えるための電荷の選択値を表わす第１制御信号を提供する手段と；
ｂ）検知された電圧の特性によって決定される前記第２電圧または電荷から得られる第２制御信号を提供する手段と；
ｃ）前記第１および第２制御信号を利用して電荷を前記第１層に与える手段を制御する手段と；
からなる（４５）項の装置。
【００９８】
（４７）少なくとも電荷を保持する第１層と導電性第２層とからなり、像を形成する工程に使用される電子写真媒体を帯電させるための高空間分解能を有する低ノイズの方法であって、
ａ）電荷を前記第１層に与えて前記第２層に対して前記第１層上に第１電圧または電荷を発生させる工程と；
ｂ）接地電位に対して前記第１層の電圧をゼロに維持するような大きさと極性の第２電圧または電荷を前記第２層に与える工程と；
からなることを特徴とする電子写真媒体を帯電させる方法。
【００９９】
（４８）トナー等の使用による現像工程を用いる電子写真法に使用する電子写真媒体を帯電させる高空間分解能を有する方法であって、前記媒体が少なくとも電荷保持第１層と導電性第２層とからなり、
ａ）前記第１層に電荷を与えて前記第２層に対して前記第１層に第１電圧または電荷を発生させる工程と；
ｂ）コントラストと分解能が高められた像を提供するような大きさと極性の第２電圧または電荷を前記第２層に与える工程と；
からなることを特徴とする高空間分解能を有する低ノイズの方法。
【０１００】
（４９）前記第２電圧が交流成分を有している（４８）項の方法。
【０１０１】
【発明の効果】
本発明によれば、ノイズを減少させるためにセンサーの面積を十分に小さくするとともに、被検表面とセンサーの間に一定の間隔を保持する要件を不要ならしめ、しかも信号強度を高め測定の分解能を向上させる利点および実施例とともに既に述べた種々の利点をもつ電子写真媒体の電気的特性を測定する方法および装置を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明による方法および装置を示す概略図である。
【図２】 図１に示した装置の一部の拡大図である。
【図３】 図１の方法および装置の作用を説明する図である。
【図４】 図１の方法および装置の作用を説明する図である。
【図５】 本発明の他の実施例による方法および装置を示す概略図である。
【図６】 本発明のさらに他の実施例による方法および装置を示す概略図である。
【図７】 本発明の方法および装置の動作を示すグラフである。
【符号の説明】
１０ｐ、１０ｐ’、１０ｐ” 表層
１０ｓ、１０ｓ’、１０ｓ” 基層
１２、１２’、１２” 光導電性ドラム
１４、１４’、１４” 検知電極（センサー）
１６、１６’、１６” 電極支持位置付手段
４０、４０’、１５０ 帯電手段
７２ 基層電圧電荷供給源
７６、７６’、７６” スリップリング機構
８４、８６、８８、１２０、１２０” 電圧計
１００、１００” 静電電圧計
１０２、１０２”プローブ

Claims (14)

1. 表面を有し電荷を保持可能な電子写真媒体の電気的特性を測定する方法であって、
   ａ）前記表面に電荷を与える工程と；
   ｂ）エッジを有する少なくとも一つのセンサーのエッジと前記表面との間に、前記表面に対して平行な相対的運動が生じたときに、前記表面に沿う電圧または電荷の変動に応答して前記センサーに信号を発生せしめるように前記センサーを前記表面に近接配置する工程と；
   ｃ）前記表面と前記センサーのエッジとの間に前記表面に対して平行な相対的運動を生じさせる工程と；
   ｄ）前記センサーと前記表面の間の電圧差をゼロに維持する工程と；
   ｅ）前記表面が前記センサーのエッジを横切るときに、前記表面の前記電圧または電荷の変動に応答して前記センサーの前記エッジに誘起される信号を検出する工程と；
   ｆ）前記信号の電気的パラメータを測定して、前記表面を横切る前記電圧または電荷の変動から前記表面上の前記電圧密度分布または電荷密度分布を決定する工程と；
   からなり、さらに、
   前記工程ａ）が：
   ｇ）第１の電荷を前記電子写真媒体の表層に与える工程；
   からなり、
   前記工程ｄ）が：
   ｈ）前記電子写真媒体の前記表層の電圧または電荷に対応する第２の電圧または電荷を前記電子写真媒体の基層に与えることにより、前記表面と前記センサーのエッジとの間に前記表面に対して垂直な方向の相対的運動が生じたときに、前記センサーのエッジに信号が生じないようにする工程；
   からなることを特徴とする方法。
2. 前記第２電圧または電荷を前記電子写真媒体の前記基層に与える工程が、前記電子写真媒体の前記表層が前記センサーの前記エッジを通過する前に、前記表層の電圧または電荷を検知し、検知された電圧または電荷の特性によって決定される前記第２電圧または電荷を提供することによって、実行される請求項１の方法。
3. 前記第２電圧または電荷を前記電子写真媒体の前記基層に与える工程が、前記電子写真媒体の前記表層が前記センサーの前記エッジを通過する前に、前記表層の電圧または電荷を静電電圧計によって検知し前記静電電圧計の出力を利用して帰還制御を行い、検知された電圧または電荷の特性によって決定される前記第２電圧または電荷を提供することによって、実行される請求項１の方法。
4. 前記電子写真媒体の前記表層の電圧または電荷の検知と前記センサーの前記エッジの通過との間に、前記電圧または電荷の変化を補償するために前記第２電圧または電荷の大きさを変えるオフセット信号を提供することをさらに含む請求項２の方法。
5. 前記電子写真媒体の前記表層上の電圧または電荷の前記静電電圧計による検知と前記センサーの前記エッジの通過との間に、前記電圧または電荷の変動を補償するために前記帰還制御を変化させるオフセット信号を提供することををさらに含む請求項３の方法。
6. 前記表面への電荷の付与を、検知された電圧または電荷の特性によって決定される前記第２電圧または電荷の提供と関連させて制御することをさらに含む請求項２の方法。
7. ａ）前記表面に与えるための選択された大きさの電荷を表わす第１制御信号を用意し；
   ｂ）検知された電圧の特性によって決定される前記第２電圧または電荷から得られる第２制御信号を用意し；
   ｃ）前記第１および第２制御信号を用いて前記表面に電荷を与える工程を制御すること；
   をさらに含む請求項２の方法。
8. 表面を有し電荷を保持可能な電子写真媒体の電気的特性を測定する装置であって、
   ａ）前記表面に電荷を与える手段と；
   ｂ）前記表面に近接配置されエッジを有する少なくとも一つのセンサーと；
   ｃ）前記表面と前記センサーのエッジとの間に前記表面に対して平行な相対的運動が生じたときに、前記表面に沿う電圧または電荷の変動に応答して前記センサーが信号を発生するように前記センサーを前記表面に対して配置する手段と；
   ｄ）前記表面と前記センサーのエッジとの間に前記表面に対して平行な相対的運動を生じさせる手段と；
   ｅ）前記センサーと前記表面の間の電圧差をゼロに維持する手段と；
   ｆ）前記表面が前記センサーのエッジを横切るときに、前記表面の前記電圧または電荷の変動に応答して前記センサーのエッジに誘起される信号を検出する手段と；
   ｇ）前記信号の電気的パラメータを測定して、前記表面を横切る前記電圧または電荷の変動から前記電圧密度分布または電荷密度分布を決定する手段と；
   からなり、さらに、
   前記表面に電荷を与える手段が：
   ｈ）第１電荷を前記電子写真媒体の表層に与える手段；
   からなり、
   前記センサーと前記表面の間の電圧差をゼロに維持する手段が：
   ｉ）前記電子写真媒体の前記表層の電圧または電荷に対応する第２電圧または電荷を前記電子写真媒体の基層に与えることにより、前記表面と前記センサーのエッジとの間に前記表面に対して垂直な方向の相対的な運動が生じたときに、前記センサーのエッジに信号が生じないようにする手段；
   からなることを特徴とする装置。
9. 前記第２電圧または電荷を与える前記手段が、前記電子写真媒体の前記表層が前記センサーの前記エッジを通過する前に、前記電子写真媒体の前記表層の電圧または電荷を検知し、検知された電圧または電荷の特性によって決定される前記第２電圧または電荷を提供する手段を含む請求項８の装置。
10. 前記第２電圧または電荷を与える前記手段が、
    ａ）前記電子写真媒体の前記表層が前記エッジを通過する前に、前記電子写真媒体の前記表層の電圧または電荷を検知する静電電圧計と；
    ｂ）前記静電電圧計の出力を利用し検知電圧または電荷の特性によって決定される前記第２電圧または電荷を提供する帰還制御手段と；
    からなる請求項８の装置。
11. 前記電子写真媒体の前記表層の電圧または電荷の検知と前記センサーの前記エッジの通過との間に、前記電圧または電荷の変化を補償するために前記第２電圧または電荷の大きさをを変えるオフセット信号を提供する手段をさらに含み、前記オフセット信号が、前記表面と前記センサーのエッジとの間の相対的運動の速度と、前記電子写真媒体の前記表層のダークディケイ特性による前記媒体の前記表層の電荷または電圧の減衰とに依存する請求項９の装置。
12. 前記静電電圧計による前記電圧または電荷の検知と前記センサーのエッジの通過との間に、前記電子写真媒体の前記表層の電圧または電荷の変化を補償するために前記帰還制御手段の動作を変えるオフセット信号を提供する手段をさらに含み、前記オフセット信号が、前記表面と前記センサーのエッジとの間の相対的運動の速度と、前記電子写真媒体の前記表層のダークディケイ特性による前記媒体の前記表層の電荷または電圧の減衰とに依存する請求項１０の装置。
13. 前記表面に電荷を与える前記手段と、前記第２電圧または電荷を与える前記手段とに作用接続され、検知された電圧または電荷の特性によって決定される前記第２電圧または電荷の提供と関連させて前記表面への電荷の付与を制御する手段をさらに含む請求項９の装置。
14. 前記表面への電荷の付与を制御する前記手段が、
    ａ）前記表面に与えるための電荷の選択値を表わす第１制御信号を提供する手段と；
    ｂ）検知された電圧の特性によって決定される前記第２電圧または電荷から得られる第２制御信号を提供する手段と；
    ｃ）前記第１および第２制御信号を利用して前記表面に電荷を与える工程を制御する手段と；
    からなる請求項１３の装置。

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