JP4743877B2

JP4743877B2 - 感光体評価装置、画像形成装置および評価方法

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Publication number: JP4743877B2
Application number: JP2006202060A
Authority: JP
Inventors: 潔増田
Original assignee: Ricoh Co Ltd
Current assignee: Ricoh Co Ltd
Priority date: 2006-07-25
Filing date: 2006-07-25
Publication date: 2011-08-10
Anticipated expiration: 2026-07-25
Also published as: JP2008026794A

Description

本発明は、感光体評価装置、画像形成装置および評価方法に関し、電子写真プロセスの分野における異常画像の発生評価の評価装置、評価方法などの技術に関し、特に残像に関する感光体の特性について画像出力をせずに行う感光体評価装置、画像形成装置および評価方法に関する。

従来、一般に、デジタル電子写真方式の画像形成装置は無機、あるいは有機の光半導体膜を表面に備えた、いわゆる感光体に画像信号で変調したレーザビームを走査し静電潜像を形成し、トナーなどの現像剤で現像し、この現像を紙等の転写媒体に写して画像を出力する画像形成装置が知られている。上記感光体は、その表面を一様に帯電するため帯電器により感光体上に電荷が与えられる。また、現像の転写あるいは転写後の感光体のクリーニングのために感光体の周囲には感光体上の電荷を消去しようと逆極性の電荷を付与する帯電器が配置されることがある。これら帯電器には高電圧が印加され、たとえばコロナ放電により一様帯電が行われる。感光体帯電用の帯電器では感光体の帯電極性、感光体として有機光半導体（積層タイプ）を用いた場合、多くはマイナス極性であるので、マイナスの高電圧でコロナ放電をさせる。マイナスに付与されたイオン粒子が感光体に付与され帯電し、その後、画像信号で変調されたレーザビームで露光され、露光された領域は電荷の消滅、すなわち帯電電位の減衰が生じる。

現在の多くのデジタル電子写真プロセスでは露光された領域が現像化（トナーの付着化）され、未露光部が画像の地肌部（白紙部）に相当する反転現像方式がとられる。次に、現像されたトナーは転写部材（通常、ベルトあるいは紙である）に転写された後、転写後の感光体上に残留した残留トナーがクリーニングされる。通常、クリーニングには除電を受け、また新たな静電潜像形成のために帯電され、画像形成プロセスが繰り返されることになる。

しかしながらこのような一連の画像形成プロセスが繰り返される中で、感光体は徐々に、前回の静電潜像形成の履歴が残ってしまい、次の画像形成のなかに現れてしまう、いわゆる疲労が発生してしまうことがある。具体的には１回前、あるいは２回以上前の潜像形成プロセスにおける露光領域（電位低）と未露光領域（電位高）が一様に帯電されたとき、同レベルの帯電電位に揃わず、露光領域の帯電電位が未露光領域の帯電電位より高い電位になることがある。この差は更に中間調と呼ばれる電位まで露光されたときに強まり、反転現像方式では電位の高い部分と低い部分の電位差（コントラスト電位）を利用し、電位の低い部位が現像されるため、このコントラスト電位が大きいと１回あるいは２回前の露光部、未露光部が反転した、いわゆるネガ残像（ネガゴースト）として現れることとなる。このような現象は繰り返し使用による感光体の疲労、不適切な除電処理および転写工程での転写電流の強さに依存して起きると推測されることが報告されている（例えば、特許文献１参照）。

この特許文献１の段落番号００１２（課題を解決する手段）には、ネガゴースト発現のメカニズムに関し、以下のように記載されている。
「即ち、ゴーストの発生は・・・換言すると前記転写電流値に依存し、転写電流値が大きくなると特にネガゴーストが強く現れる。これは、転写の際に電子写真感光体における非露光部（非画像部）へホール（正孔）が注入され、このホール（正孔）が電荷発生層又は電荷輸送層の基材側の界面でトラップされ、次の帯電プロセス時に開放されて暗減衰増加（見かけ上増感）となり、ネガゴーストが発生するものと推測される。」
補足すると、ここでいう非画像部は非露光部であり、（−）極性に高帯電している。ここに逆極性の（＋）極性の転写帯電が行われると感光体表面と帯電器のワイヤ印加電圧の電位差が大きくなり、大きな転写電流が流れることになる。露光部に対しては０電位近くまで減衰していること、現像によるトナーが付着していることから、この部分に流れる転写電流は極めて小さくなるとの見解がなされている。

一方ネガ残像に対する転写電流の効果についてはつぎのような見解も公知である。すなわち、転写工程で、全体が（＋）側に帯電するが、このとき上記したように非露光部で転写電流が強いため、高電位で（＋）側に帯電することになり、露光部は低電位で（＋）側に帯電する。このまま、除電工程に入って除電光を受けても、感光体は感度を持たず、（＋）帯電電位は減衰することなくそのままである。そして次の潜像形成のための帯電工程で（−）帯電を受け、全体が（−）に帯電すると非露光部の電位が低く、一方露光部の電位は高く、１回前の潜像電位が反転して２回目に発現することになる。

いずれにしても、帯電とは逆極性の転写電流が残像（=ゴースト画像）の出方に影響することを示唆した見解である。また、感光体の疲労の進行によっても残像は顕著になることも、また出現しにくくなることもある。これは疲労によって逆極性転写電流による影響が変化するためと思われる。
また、本件発明者は、感光体の評価装置の発明として、特許文献２を出願している。
特開平１０−１２３８５５号公報特開２０００−２７５８７２号公報

しかしながら、これまでの発明では、感光体の残像に対する耐性を見るために実際に画像形成装置に搭載し、繰り返し画像出力を行ってきた。これは結果が分かるまで、多く時間を費やし、非効率であった。画像出しのため、紙を大量に使用し、省資源の観点からも好ましくなかった。また、異常画像を判断するために、画像で行っていたが、これは画像形成装置の画像形成プロセス、特に現像部の条件によっても残像の出現のしかたが異なり不具合であった。画像形成装置の条件によらずこの現象を評価する方法、また残像に対する感光体の耐性を評価する手段が望まれていた。

本発明は、上述した実情を考慮してなされたもので、帯電、露光を繰り返すことにより、画像の出力によらず、感光体の１回前の静電潜像形成プロセスの履歴から、表面電位により感光体の残像に対する耐性を評価することができる感光体評価装置、画像形成装置および評価方法を提供することを目的とする。

上記の課題を解決するために、本発明は、感光体に静電荷を付与する第１の帯電器と、静電荷像を形成する露光装置と、前記第１の帯電器とは逆極性の静電荷を付与する第２の帯電器と、前記第１の帯電器による感光体表面に残る静電荷を除去する除電器とが感光体の回転方向に沿ってこの順に配置され、前記第１の帯電器と前記露光装置の間、前記露光装置と前記第２の帯電器の間および前記第２の帯電器と前記除電器との間に、前記感光体上の表面電位を計測する第１〜第３の電位計プローブがそれぞれ配置された感光体評価装置であって、前記第１の帯電器による前記感光体の回転方向の感光体線速と帯電時間との積の露光書き込み幅は前記感光体のドラム周の長さのｎ倍（ｎは２以上の整数）以上であり、周方向（副走査方向）の露光書き込み幅が前記感光体のドラム周長内であるように、帯電、露光のＯＮ／ＯＦＦのタイミングをとって静電潜像を形成して、ｎ−１回前の露光領域と未露光領域との電位履歴を評価する感光体評価装置を特徴とする。

また、本発明は、１周目の露光書き込み幅は前記感光体上の帯電開始位置から帯電終了位置までの範囲内にあるように露光ＯＮ／ＯＦＦの制御がされ、２周目の前記露光書き込み幅は前記感光体の全周長を前記１周目より弱い光量で露光するように露光制御されることを特徴とする。

また、本発明は、さらに前記制御タイミングは回転する前記感光体に前記除電器で照射が行われ、前記感光体上の除電開始位置が前記第１の帯電器の中央部近傍に達したときに前記第１の帯電器をＯＮさせ、感光体上の帯電開始位置が露光装置の照射位置に達したときに該露光制御により静電潜像パターンが形成され、該静電潜像パターンに対し前記帯電開始位置が前記第２の帯電器の中央部近傍に達したときに前記露光装置のＯＮ／ＯＦＦ制御タイミングの逆論理に従い前記帯電器をＯＮ／ＯＦＦ制御され、該帯電開始位置が再びＯＮ状態の前記除電器および前記第１の帯電器を通過して前記露光装置の照射位置にきたときに前記露光制御で前記２周目以降の露光を実行し、１周前の露光後静電潜像パターンの履歴を用いて表面電位を前記２周目以降に形成して計測することを特徴とする。

また、本発明は、前記第２のプローブにより前記感光体の露光部／未露光部の表面電位と表面電位差を計測し、前記１周前の変化した潜像の履歴を評価して前記第２の帯電器の高圧出力レベルを決定することを特徴とする。

また、本発明は、前記第１の帯電器による帯電と前記露光装置による露光の回数、または前記除電器による除電の回数が所定値に達すると評価を開始することを特徴とする。

また、本発明は、前記感光体に前記第１の帯電器による帯電、前記露光装置による露光、前記第２の帯電器による帯電のプロセスを所定回数繰り返した後に前記評価を行うことを特徴とする。

また、本発明は、感光体に静電荷を付与する第１の帯電器と、静電荷像を形成する露光装置と、第１の帯電器とは逆極性の静電荷を付与する第２の帯電器と、前記第１の帯電器ａによる感光体表面に残る静電荷を除去する除電器とが感光体の回転方向に沿ってこの順に配置された画像形成装置であって、前記画像形成装置は前記感光体評価装置を有する画像形成装置を特徴とする。

また、本発明は、感光体に静電荷を付与する第１の帯電器と、静電荷像を形成する露光装置と、第１の帯電器とは逆極性の静電荷を付与する第２の帯電器と、前記第１の帯電器ａによる感光体表面に残る静電荷を除去する除電器とが感光体の回転方向に沿ってこの順に配置され、前記第１の帯電器と前記露光装置の間、前記露光装置と前記第２の帯電器の間、および前記第２の帯電器と前記除電器との間に、前記感光体上の表面電位を計測する第１〜第３の電位計プローブがそれぞれ配置された評価装置を用いて、前記第１の帯電器による前記感光体の回転方向の感光体線速と帯電時間との積の露光書き込み幅は前記感光体のドラム周の長さのｎ倍（ｎは２以上の整数）以上であり、周方向（副走査方向）の露光書き込み幅が前記感光体のドラム周長内であるように、帯電、露光のＯＮ／ＯＦＦのタイミングをとって静電潜像を形成して、ｎ−１回前の露光領域と未露光領域との電位履歴を評価する評価方法を特徴とする。

また、本発明は、１周目の露光書き込み幅である感光体線速と露光時間との積を感光体上の帯電開始位置から帯電終了位置までの範囲内にあるように露光ＯＮ／ＯＦＦの制御をし、２周目は前記感光体の全周長を１周目より弱い光量で露光するように露光制御をし、前記制御タイミングは回転する前記感光体に除電器で照射を行ない、前記感光体上の除電開始位置が第１の帯電器の中央部近傍に達したときに前記第１の帯電器をＯＮさせ、感光体上の帯電開始位置が露光装置の照射位置に達したときに該露光装置を制御して静電潜像パターンを形成し、該静電潜像パターンに対し前記帯電開始位置が前記帯電器の中央部近傍に達したときに前記露光装置のＯＮ／ＯＦＦ制御タイミングの逆論理に従い前記第２の帯電器をＯＮ／ＯＦＦ制御し、該帯電開始位置が再びＯＮ状態の前記除電器および前記第１の帯電器を通過して前記露光装置の照射位置にきたときに前記露光制御で前記２周目以降の露光を実行し、１周前の露光後静電潜像パターンの履歴を用いて表面電位を前記２周目以降に形成して計測することを特徴とする。

また、本発明は、前記感光体評価装置を用いて第２のプローブにより感光体の露光部／未露光部の表面電位と表面電位差を計測し、１周前の変化した潜像の履歴を評価して第２の帯電器の高圧出力レベルを決定することを特徴とする。

また、本発明は、前記感光体評価装置を用いて第１の帯電器による帯電と前記露光装置による露光の回数、または除電器による除電の回数が所定値に達するかまたは、感光体に第１の帯電器による帯電、前記露光装置による露光、第２の帯電器による帯電の所定回数経過後に前記評価を行う評価方法を特徴とする。

以上のように、本発明によれば、帯電、露光を繰り返すことで、画像の出力によらず、感光体の１回前の静電潜像形成プロセスの履歴から、表面電位により感光体の残像に対する耐性を評価することができる。

以下、図面を参照して、本発明の感光体評価装置および評価方法を、実施形態により詳細に説明する。
図１は本実施形態の評価装置の構成例を示し、図２はこのような評価装置における各ユニットの動作タイミングを示すタイミングチャートである。

図１に示すように、本実施形態の感光体評価装置は、感光体を帯電する第１の帯電器ａ、潜像形成の露光装置ｂ、第１の帯電器とは逆極性の第２の帯電器ｃ、および除電器ｄがこのドラム感光体の周囲に配置され、かつ帯電器ａとｂの間、ｂとｃの間、およびｃと除電器ｄの間に、感光体上の表面電位を計測する電位計プローブ１，２，３がそれぞれ配置された装置であって、回転するドラム感光体の回転方向の連続した帯電の幅がドラム周長の２倍以上であり、周方向（副走査方向）の露光書き込み幅がドラム周長内であるように、帯電、露光のＯＮ／ＯＦＦのタイミングをとって静電潜像を形成することによって、１回前の露光領域と未露光領域の電位履歴を評価する。

帯電する幅をドラム周長の３倍にすれば、２回前の履歴をみることができる。さらに説明すると、全体の帯電幅について正確には、「ドラム周長」+「帯電開始位置から露光終了位置までの幅」が最小幅として存在してもよいが、各ユニットのON/OFFタイミングの決定の理解しやすさから「ドラム周長の２倍以上の幅」で決定するのが好ましい。換言すれば本実施形態では、帯電する幅をドラム周長のｎ倍にすれば、ｎ−１回前の履歴をみることができる。
また、２周目以降の書き込み露光光量を１周目より低い光量にして潜像履歴の評価を行う。このとき得られる露光部と未露光部の表面電位の電位差ΔVは、値が大きいほど、残
像が出現しやすいことを示している。

たとえばその計測方法として、上記と同じタイミングで動作し、感光体上の表面電位を計測する。これを１ステップとして、次のステップでは第２の帯電器ｃ（逆極性）の高圧出力を変え同じ動作を繰り返す。あらかじめ決められたステップ数だけくりかえし、表面電位を計測するようにすることもできる。

またその計測方法として、感光体を回転させ第１の帯電器ａによる帯電、露光装置ｂによる露光、または除電器ｄによる除電のプロセスを所定の回数繰り返す。これらのプロセスの間、それぞれのユニットはＯＮした状態とし、終了時にＯＦＦにする。所定回数後にプロセスタイミングを切り替え、前記したような評価を行うようにすることもできる。

また、評価方法として、感光体を回転させ第１の帯電器ａによる帯電、露光装置ｂによる露光、第２の帯電器ｃによる帯電等のプロセスを所定の回数繰り返すが、この間のそれぞれのユニットはＯＮ状態とし、終了時ＯＦＦにする。その後、プロセスタイミングを切り替えて、前記したような評価を行うようにすることもできる。

本実施形態の感光体評価装置は、ドラム感光体の周囲にこの感光体に静電荷を付与する第１の帯電器ａと、静電荷像を形成する露光装置ｂと、前記第１の帯電器ａと逆極性の静電荷を付与する第２の帯電器ｃと、前記感光体表面に残留した前記第１の帯電器ａによる静電荷を除去する除電器ｄとが、前記感光体の回転方向に沿ってこの順に配置され、かつ前記第１の帯電器ａと前記露光装置ｂの間、前記露光装置ｂと前記第２の帯電器ｃの間、および前記第２の帯電器ｃと前記除電器ｄとの間に、前記感光体上の表面電位を計測する電位計プローブ１，２，３がそれぞれ配置された感光体評価装置であって、前記第１の帯電器による前記感光体の回転方向の感光体線速と帯電時間との積の露光書き込み幅は前記感光体のドラム周の長さのｎ倍（ｎは２以上の整数）以上であり、周方向（副走査方向）の露光書き込み幅が前記感光体のドラム周長内であるように、帯電、露光のＯＮ／ＯＦＦのタイミングをとって静電潜像を形成して、ｎ−１回前の露光領域と未露光領域との電位履歴を評価することを特徴とする。

好ましくは本実施形態は、前記第１の帯電器ａによるドラム感光体の回転方向の帯電の幅（感光体線速×帯電時間）はドラム周長の２倍以上であり、１周目の露光書き込み幅（感光体線速×露光時間）は前記感光体上の帯電開始位置から帯電終了位置までの範囲内にあるように露光ＯＮ／ＯＦＦの制御がとられ、さらに、本実施形態では、２周目は全周長を１周目より弱い光量で露光するように露光制御を行うように構成されており、個々の制御タイミングはまず回転する感光体に除電器ｄで照射が行われ、感光体上の除電開始位置が第１の帯電器ａの中央部に来たところで第１の帯電器ａがＯＮし、次にこの感光体上の帯電開始位置が露光装置の照射位置に来たときに、この露光制御により静電潜像パターンが形成され、この形成された静電潜像パターンに対し、前記帯電開始位置が帯電器ｃの中央部に来たとき、露光装置ｂのＯＮ／ＯＦＦ制御タイミングの逆論理（露光装置ｂのＯＮ／ＯＦＦ制御タイミングでＯＮのときにはＯＦＦで、ＯＮのときにはＯＦＦのように論理が逆となること）で帯電器ｃをＯＮ／ＯＦＦ制御し、その後この帯電開始位置が再びＯＮ状態の前記除電器ｄ、および前記第１の帯電器ａを通過して露光装置ｂの照射位置にきたときに前記露光制御で２周目以降の露光をし、１周前の露光後静電潜像パターンの履歴による表面電位を２周目以降に形成し、計測することがさらに好ましい。

また本実施形態に係る評価方法は、感光体に静電荷を付与する第１の帯電器と、静電荷像を形成する露光装置と、第１の帯電器とは逆極性の静電荷を付与する第２の帯電器と、前記第１の帯電器ａによる感光体表面に残る静電荷を除去する除電器とが感光体の回転方向に沿ってこの順に配置され、前記第１の帯電器と前記露光装置の間、前記露光装置と前記第２の帯電器の間、および前記第２の帯電器と前記除電器との間に、前記感光体上の表面電位を計測する第１〜第３の電位計プローブがそれぞれ配置された評価装置を用いて、前記第１の帯電器による前記感光体の回転方向の感光体線速と帯電時間との積の露光書き込み幅は前記感光体のドラム周の長さのｎ倍（ｎは２以上の整数）以上であり、周方向（副走査方向）の露光書き込み幅が前記感光体のドラム周長内であるように、帯電、露光のＯＮ／ＯＦＦのタイミングをとって静電潜像を形成して、ｎ−１回前の露光領域と未露光領域との電位履歴を評価することを特徴とする。

特に本実施形態の評価方法では、１周目の露光書き込み幅である感光体線速と露光時間との積を感光体上の帯電開始位置から帯電終了位置までの範囲内にあるように露光ＯＮ／ＯＦＦの制御をし、２周目は前記感光体の全周長を１周目より弱い光量で露光するように露光制御をし、前記制御タイミングは回転する前記感光体に除電器で照射を行ない、前記感光体上の除電開始位置が第１の帯電器の中央部近傍に達したときに前記第１の帯電器をＯＮさせ、感光体上の帯電開始位置が露光装置の照射位置に達したときに該露光装置を制御して静電潜像パターンを形成し、該静電潜像パターンに対し前記帯電開始位置が前記帯電器の中央部近傍に達したときに前記露光装置のＯＮ／ＯＦＦ制御タイミングの逆論理に従い前記帯電器をＯＮ／ＯＦＦ制御し、該帯電開始位置が再びＯＮ状態の前記除電器および前記第１の帯電器を通過して前記露光装置の照射位置にきたときに前記露光制御で前記２周目以降の露光を実行し、１周前の露光後静電潜像パターンの履歴を用いて表面電位を前記２周目以降に形成して計測することが好ましい。

また本実施形態の評価方法では、第２のプローブにより感光体の露光部／未露光部の表面電位と表面電位差を計測し、１周前の変化した潜像の履歴を評価して帯電器の高圧出力レベルを決定し、あるいはさらに第１の帯電器による帯電と前記露光装置による露光の回数、または除電器による除電の回数が所定値に達すると電位履歴またはパターンの履歴の評価を行い、さらに感光体に第１の帯電器による帯電、前記露光装置による露光、第２の帯電器による帯電の所定回数経過後に電位履歴またはパターンの履歴の評価を行うことがより好ましい。

特に第２のプローブにより感光体の露光部／未露光部の表面電位と表面電位差を計測し、１周前の変化した潜像の履歴を評価して帯電器の高圧出力レベルを決定したり、帯電器による帯電と前記露光装置による露光の回数、または除電器による除電の回数が所定値に達すると前記した評価を行い、また、感光体に第１の帯電器による帯電、前記露光装置による露光、第２の帯電器による帯電の所定回数経過後に前記した評価を行うことが好ましい。
下記に実施例を示す。

[実施例]
図１に示す構成の装置で評価を行った。使用した感光体ドラムは株式会社リコー製のOPCドラム：アルミ支持体（100mmφ）上に下引層 (UL)3.5μｍ、電荷発生層(CGL) ＝０．３μｍ、電荷輸送層(CTL) 30μｍをこの順に積層した機能分離型感光体の新品（未使用）を使用した。
第１の帯電器ａは負極性のコロナ放電（スコロトロン方式）を有し、露光装置ｂはＬＤ（レーザダイオード）785nmのポリゴンスキャナー、ビーム径は像面70×85μｍ、書き込み解像度（副走査方向）400dpi、ＬＤ書き込みは連続点灯、ＬＤパワーは駆動電流と光学系光路中におかれた減光フィルターとの組み合わせで調整・設定される。
第２の帯電器ｃは＋極性のコロナ放電（コロトロン方式）、電圧調整で光量は調整・設定される。

図２は本実施形態の潜像形成プロセスのタイミングチャートであり、図２に示すタイミングチャートは１回前（あるいは２回以上前）の潜像形成の履歴を計測するためのものであり、実施例の全てにわたり利用することができる。すなわち、図２は、感光体評価装置のプロセスタイミングの例を示す図である。

ここで、除電器(d)（ＱＬ）は感光体上に残った電荷を除電するランプであり、帯電器(a)：「ＣＨ/Grid」は感光体を所定の表面電位に帯電する装置であり、ここでGridはスコロトロン方式帯電器であることを示し、「ｒ」は感光体ドラムの半径を表し、「θ１」は同図に示す角度あるいはレイアウト上、除電器とレーザ入射位置のなす角度を意味し、「θ２」は同図に示す角度あるいはレイアウト上、帯電器とレーザ入射位置のなす角度を意味する。

このとき得られる電位の模式図を図３に示す。図２において、Ｔ₁はドラム上の１点が、除電器の位置から帯電器の位置まで移動するのに要する時間であり、Ｔ₂はドラム上の１点が、除電器の位置からレーザ光が入射する位置まで移動するのに要する時間であり、Ｔ₃は用紙サイズ（例えばA4横サイズ210mm）だけ帯電するのに要する時間であり、Ｔ₄は紙送りに相当する時間間隔（ここでは一つの光パワー条件で同じ電位データを繰り返し作成するときの電位データ間の時間間隔（任意指定可能））であり、Ｔ₅は感光体ドラムが１回転する時間である。

また図３において、ｒはドラムの半径であり、θ１はレイアウト上、除電器とレーザ入射位置のなす角度であり、θ２はレイアウト上、帯電器とレーザ入射位置のなす角度であり、ｖは感光体ドラムの線速である。電位データを作成するためのすべての帯電工程が終了したとき、更にドラム一周する時間だけ除電ランプがＯＮする。なお図２に示すように、計測がスタートされるとこれに伴い感光体ドラムが回転開始される。

そして感光体ドラムが回転し始めた所定時間後（ここでは０．５ｓ後）に除電器(ｄ)（図２に示されているような感光体ドラムの周囲に配置されたＱＬ）により除電工程が開始されることになる（図２のタイムチャートの除電器(d)参照）。
次いでCH／Grid（第１の帯電器(a)：図２ではQLに対して下流側９０度の位置）により計測開始からT1後にこのCH/Gridとあるところで帯電が開始される（図２のタイムチャート帯電器(a)参照）。

そしてこの第１の帯電器(a)による帯電により白色化した感光体面にCH／Grid（第１の帯電器(a)）の下流側９０度の位置にあるレーザなどの露光装置(b)により、１周目の露光工程が期間T₅内のT₄内で露光工程が行われる。次いで露光装置(b) の下流側９０度の位置にある(＋)CHとある第２の帯電器(c)によって、露光装置で露光した時と逆論理で帯電させている（図２のタイミングチャート：帯電器(c)(+)CH参照）。
また、上記した第１の帯電器(a)と露光装置(b)、露光装置(b)と第２の帯電器(c)および第２の帯電器(c)と除電器(d)の間には、電位計プローブが設置されている。

装置の条件：感光体線速 100ｍｍ／ｓ、回転方向の帯電の幅は630mm（ドラム周長の約2倍）に設定した。第１の帯電器ａのメインチャージは、5.3kV、スコロトロングリッドバイアスは−800Vにした。
第２の帯電器ｃ（逆極性）の高圧出力は+5.8kvにした。この条件では前記線速のもと、ほぼ−800Vの表面電位が +700Vの表面電位になった。また、露光装置ｂによる露光幅は122mm（１周内に帯電開始位置から70mmまで未露光、70mm〜192mmまで露光、192mm〜314mmまで未露光）、露光書き込み光量は前記線速において、帯電電位−800Vを−250V前後にする光量に調整した。また２周目は−400V前後とする１周目よりも弱い光量にした。除電器は像面で20μW/cm²の照度にした。

ドラム回りの配置は図１において以下のようになる。
レイアウト（露光部位置を0°、時計方向を + で表示）
ユニット
（ａ）＝-90°
（ｂ）＝0°
（ｃ）＝+90°
電位計プローブ
（１）＝−20°
（２）＝+60°
（３）＝+130°

図２に示すプロセスタイミングで動作させたとき、図４に示す暗部／明部の反転した電位データが得られた。
潜像の履歴がドラム２周目以降の帯電部分に現れており、この評価方法で１回前の露光部、未露光部の電位差550Vが64Vの反転した電位差（履歴）となって現れていることがわかる。

１周目の第２の帯電器ｃの帯電出力（放電電圧）を変えて実施した結果を表１に示す。また帯電出力とコントラスト電位ΔVとの関係を示すグラフを図５に示す。
表１における「２周目露光後電位（−V）」は、露光装置ｂからの露光光量に関係する。表面電位値が大きいほど、露光光量は弱くなっている（すなわち1周目ではΔＶ＝−２５０−（−８００）＝５５０であるのに対し、２周目ではΔＶ＝４００）。露光後電位と与えた露光光量の対応を表２に示す。なお、１周目の露光後電位は実施例１と同じ250(-V)前後である。

実施例２の２−１〜２−９より、第２の帯電器ｃの帯電出力（逆帯電出力）を大きくすると、電位差（以下、「コントラスト電位ΔV」と記載）ΔVは大きくなり、ドラム感光
体のネガ残像評価がしやすくなることがわかる。また、第２の帯電器ｃの帯電出力を変えて測定することで、画像形成装置でのネガ残像出現を抑制できる転写条件の情報を得ることが出来る。
実施例２の２−９〜２−１１より、１回前の露光光量より２周目の露光光量を弱くするとΔVは大きくなり、よってネガ残像評価がしやすくなることがわかる。

まず実施例１に示すような条件にし、その後ドラム感光体を回転させて、第１の帯電器ａと除電器ｄをＯＮにし、120分間負荷を与えた。その負荷を与えている間および終了時に、実施例１と同じ条件でΔVを測定した。
結果を表３に示す。

表３から、負荷を与えた時間の増加とともにΔVが減少していることがわかる。この感
光体は画像形成装置において初期よりネガ残像が出現し、プリント枚数が数千枚と増加するにつれて出現しにくい傾向をしめす結果が得られている。ここでは、本実施形態の評価方法により感光体の劣化の程度と対応がつくということができる。また、表３に電位計プローブ（３）の測定値も記載している。負荷の経過時間とともに＋帯電受容性が徐々にではあるが劣化していることがわかる。このことも評価装置を搭載した画像形成装置によって、計測して評価した評価方法による結果と良い対応がついていると言える。

実施例３に示す評価結果の後、ドラム感光体を回転させ、第１の帯電器ａと除電器ｄをＯＮにし、更に第２の帯電器ｃをONにして30分間負荷を与えた。その負荷を与えている間、および終了時に、実施例１と同じ条件でΔVを測定した。
結果を表４に示す。
負荷に（ｃ）が入ることで、ΔVは初期に近い値が得られた。しかし、＋帯電受容性の
劣化は続いていることがわかる。この負荷のかけ方で、感光体は残像の出やすい方向に特性が変化するが、初期の特性にもどるわけではなく、別の劣化状態に移行していることが理解される。そして、この評価方法でも、ネガ残像は評価しやすくなることがわかる。この方法による劣化評価では感光体表面から +電荷が注入され、電荷輸送層に溜まっていると推測される。

以上のように、上述した本発明の実施形態によれば、以下の効果が得られる。
本実施形態の評価装置および方法の発明により感光体への書き込みがドラム周長内にあり、かつ帯電幅がドラム周長の２倍以上あるため、１回、あるいは２回以上前の静電潜像の履歴をドラム回転２周目以上の位置に作り出すことができ、また、潜像形成の２周目の露光光量を変えることで、未露光部電位、露光部電位の次プロセスへの影響度を表面電位測定値から定量的に知ることができ、更に、画像形成プロセス条件に依存しない、感光体単体の性能評価が可能となり、また紙の出力がないことで省資源化にも貢献できる。

また逆極性帯電器の帯電の強さを変えて静電潜像の履歴を評価するため、実機における逆極性帯電、例えば転写帯電器などの適切な帯電出力を求めることができ、逆に実機の条件に合わせた評価が容易に可能となる。

また画像形成プロセス条件における繰り返し使用による感光体の劣化状況と、静電潜像履歴の関係を画像出しすることなく、把握することができる。

さらに、強い逆極性帯電が加わったプロセスにおける、繰り返し使用による感光体の劣化状況と、静電潜像履歴への影響を画像だしすることなく把握することができる。

このように、上述した本発明の実施形態によれば、ドラム感光体の周囲にこの感光体に静電荷を付与する第１の帯電器ａ、静電荷像を形成する露光装置ｂ、第１の帯電器とは逆極性の静電荷を付与する第２の帯電器ｃ、感光体表面に残る第１の帯電器ａによる静電荷を除去する除電器ｄが感光体の回転方向に沿ってこの順に配置され、かつ第１の帯電器ａと露光装置ｂの間、露光装置ｂと第２の帯電器ｃの間、および第２の帯電器ｃと除電器ｄの間に感光体上の表面電位を計測する電位計プローブ１，２，３が配置された装置であって、第１の帯電器ａによるドラム感光体の回転方向の帯電の幅（感光体線速×帯電時間）はドラム周長の２倍以上であり、１周目の露光書き込み幅（感光体線速×露光時間）は感光体上の帯電開始位置から帯電終了位置までの範囲内にあるように露光ＯＮ／ＯＦＦの制御がとられ、２周目は全周長を１周目より弱い光量で露光するように露光制御を行うように構成されており、個々の制御タイミングはまず回転する感光体に除電器ｄで照射が行われ、感光体上の除電開始位置が第１の帯電器ａの中央部に来たところで第１の帯電器ａがＯＮし、次にこの感光体上の帯電開始位置が露光装置の照射位置に来たとき、この露光制御により静電潜像パターンが形成され、この形成された静電潜像パターンに対し、前記帯電開始位置が帯電器ｃの中央部に来たとき、露光装置ｂのＯＮ／ＯＦＦ制御タイミングの逆論理（露光装置ｂのＯＮ／ＯＦＦ制御タイミングでＯＮのときにはＯＦＦで、ＯＮのときにはＯＦＦのように論理が逆となること）で帯電器ｃをＯＮ／ＯＦＦ制御し、その後該帯電開始位置が再びＯＮ状態の除電器ｄ、および第１の帯電器ａを通過して露光装置ｂの照射位置にきたとき、前記露光制御で２周目以降の露光をし、１周前の露光後静電潜像パターンの履歴による表面電位を２周目以降に形成し、計測することを特徴とする評価装置により、感光体の１回前の静電潜像形成プロセスの履歴を表面電位により感光体の疲労程度を評価する方法と装置を提供し、画像出しによらず、感光体の残像に対する耐性を評価する方法および装置を提供することが可能となる。

このため、画像を用紙に出力することによらず、感光体の残像に対する耐性を評価する方法および装置を提供することができる。すなわち、１回前の静電潜像形成プロセスの履歴を表面電位により評価する装置、及び、帯電、露光を繰り返し、感光体の１回前の静電潜像形成プロセスの履歴から表面電位により感光体の疲労を評価する方法と評価装置を提供することができる。

本発明の評価装置の概略レイアウトを示す断面図である。本発明の評価装置の潜像形成プロセスタイミングチャートと本発明の評価装置の構成を示す断面図である。本発明の評価装置によるプロセスタイミングで得られる表面電位を説明するための図である。本発明で得られる実際のデータの例を示す説明図である。本発明の評価方法における逆極性帯電器の出力に対するコントラスト電位Ｖとの関係を示すための図である。

符号の説明

１第１の電位計プローブ
２第２の電位計プローブ
３第３の電位計プローブ
ａ第１の帯電器
ｂ露光装置
ｃ第２の帯電器
ｄ除電器

Claims

感光体に静電荷を付与する第１の帯電器と、静電荷像を形成する露光装置と、前記第１の帯電器とは逆極性の静電荷を付与する第２の帯電器と、前記第１の帯電器による感光体表面に残る静電荷を除去する除電器とが感光体の回転方向に沿ってこの順に配置され、前記第１の帯電器と前記露光装置の間、前記露光装置と前記第２の帯電器の間および前記第２の帯電器と前記除電器との間に、前記感光体上の表面電位を計測する第１〜第３の電位計プローブがそれぞれ配置された感光体評価装置であって、
前記第１の帯電器による前記感光体の回転方向の感光体線速と帯電時間との積の帯電幅は、前記感光体のドラム周の長さのｎ倍（ｎは２以上の整数）以上であり、周方向（副走査方向）の露光書き込み幅が前記感光体のドラム周長内であるように、帯電、露光のＯＮ／ＯＦＦのタイミングをとって静電潜像を形成して、ｎ−１回前の露光領域と未露光領域との電位履歴を評価するものであり、
１周目の露光書き込み幅は前記感光体上の帯電開始位置から帯電終了位置までの範囲内にあるように露光ＯＮ／ＯＦＦの制御がされ、２周目の前記露光書き込み幅は前記感光体の全周長を前記１周目より弱い光量で露光するように露光制御され、
前記制御タイミングは回転する前記感光体に前記除電器で照射が行われ、前記感光体上の除電開始位置が前記第１の帯電器の中央部近傍に達したときに前記第１の帯電器をＯＮさせ、感光体上の帯電開始位置が露光装置の照射位置に達したときに該露光制御により静電潜像パターンが形成され、該静電潜像パターンに対し前記帯電開始位置が前記第２の帯電器の中央部近傍に達したときに前記露光装置のＯＮ／ＯＦＦ制御タイミングの逆論理に従い前記第２の帯電器をＯＮ／ＯＦＦ制御され、該帯電開始位置が再びＯＮ状態の前記除電器および前記第１の帯電器を通過して前記露光装置の照射位置にきたときに前記露光制御で前記２周目以降の露光を実行し、１周前の露光後静電潜像パターンの履歴を用いて表面電位を前記２周目以降に形成して計測することを特徴とする感光体評価装置。
前記第２のプローブにより前記感光体の露光部／未露光部の表面電位と表面電位差を計測し、前記ｎ−１周前の変化した潜像の履歴を評価して前記第２の帯電器の高圧出力レベルを決定することを特徴とする請求項１に記載の感光体評価装置。
感光体に静電荷を付与する第１の帯電器と、静電荷像を形成する露光装置と、第１の帯電器とは逆極性の静電荷を付与する第２の帯電器と、前記第１の帯電器ａによる感光体表面に残る静電荷を除去する除電器とが感光体の回転方向に沿ってこの順に配置された画像形成装置であって、前記画像形成装置は請求項１または２のいずれか１項に記載の感光体評価装置を有することを特徴とする画像形成装置。
感光体に静電荷を付与する第１の帯電器と、静電荷像を形成する露光装置と、第１の帯電器とは逆極性の静電荷を付与する第２の帯電器と、前記第１の帯電器ａによる感光体表面に残る静電荷を除去する除電器とが感光体の回転方向に沿ってこの順に配置され、前記第１の帯電器と前記露光装置の間、前記露光装置と前記第２の帯電器の間、および前記第２の帯電器と前記除電器との間に、前記感光体上の表面電位を計測する第１〜第３の電位計プローブがそれぞれ配置された感光体評価装置を用いる評価方法であって、
前記第１の帯電器による前記感光体の回転方向の感光体線速と帯電時間との積の帯電幅は前記感光体のドラム周の長さのｎ倍（ｎは２以上の整数）以上であり、周方向（副走査方向）の露光書き込み幅が前記感光体のドラム周長内であるように、帯電、露光のＯＮ／ＯＦＦのタイミングをとって静電潜像を形成して、ｎ−１回前の露光領域と未露光領域との電位履歴を評価するものであり、
１周目の露光書き込み幅である感光体線速と露光時間との積を感光体上の帯電開始位置から帯電終了位置までの範囲内にあるように露光ＯＮ／ＯＦＦの制御をし、２周目は前記感光体の全周長を１周目より弱い光量で露光するように露光制御をし、
前記制御タイミングは回転する前記感光体に除電器で照射を行ない、前記感光体上の除電開始位置が第１の帯電器の中央部近傍に達したときに前記第１の帯電器をＯＮさせ、感光体上の帯電開始位置が露光装置の照射位置に達したときに該露光装置を制御して静電潜像パターンを形成し、該静電潜像パターンに対し前記帯電開始位置が前記第２の帯電器の中央部近傍に達したときに前記露光装置のＯＮ／ＯＦＦ制御タイミングの逆論理に従い前記第２の帯電器をＯＮ／ＯＦＦ制御し、該帯電開始位置が再びＯＮ状態の前記除電器および前記第１の帯電器を通過して前記露光装置の照射位置にきたときに前記露光制御で前記２周目以降の露光を実行し、１周前の露光後静電潜像パターンの履歴を用いて表面電位を前記２周目以降に形成して計測することを特徴とする評価方法。
前記第２のプローブにより感光体の露光部／未露光部の表面電位と表面電位差を計測し、１周前の変化した潜像の履歴を評価して前記第２の帯電器の高圧出力レベルを決定することを特徴とする請求項４に記載の評価方法。