JP4914250B2

JP4914250B2 - 電子写真用感光体の特性評価方法及び装置

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Publication number: JP4914250B2
Application number: JP2007055041A
Authority: JP
Inventors: 紀保齋藤; 潔増田
Original assignee: Ricoh Co Ltd
Current assignee: Ricoh Co Ltd
Priority date: 2007-03-06
Filing date: 2007-03-06
Publication date: 2012-04-11
Anticipated expiration: 2027-03-06
Also published as: JP2008216704A

Description

本発明は、レーザープリンタ、複写機等の画像形成装置に使用される電子写真用感光体の特性評価方法及び装置に関するものである。

特許文献１には、電子写真感光体の試料片をセットする開口部を持つターンテーブルと、該ターンテーブルを高速回転させるための手段と、ターンテーブルに対向して配置され該感光体試料片を徐々に帯電させるコロナ帯電器と、ターンテーブルの開口部に装着された感光体試験片表面の平均帯電電位と感光体試料片に流れ込む電流を同時に計測する為の手段とを有し、該電流は時間で積分され充電電荷として処理され、Ｑ＝Ｃ・Ｖの関係式より感光体試料片の静電容量を非破壊、非接触で測定する装置であって、感光体試料片の静電容量の測定時に高速回転するターンテーブルの感光体試料片に流れ込む電流に対する真の電流を算出し、静電容量の測定精度を向上させた測定装置が記載されている。

その他の従来技術として、特許文献２には、電子写真用感光体を高速で回転させる工程と、該電子写真用感光体の感光面を帯電させる静電気帯電工程と、該電子写真感光体の感光面に光放電させる光放電工程とを有し、該電子写真感光体に流れ込む電流の電流信号を検出してＡ／Ｄ変換し、算出される該電子写真感光体の充電電荷量と、該電子写真感光体の表面電位の電位信号を検出してＡ／Ｄ変換し、求められる該電子写真感光体の帯電電位とから該電子写真感光体の静電容量を求める電子写真感光体の静電容量算出方法であって、該電子写真感光体の充電電荷量は、電流値を時間で積分した値に補正値を加えた値とする電子写真感光体の静電容量算出方法が記載されている。なお、ここで「高速」とは、１０００ｒｐｍ以上、「低速」とは、２００ｒｐｍ以下の意味で使用している。

しかし、感光体の静電容量を算出するために測定する帯電特性測定の際、帯電装置の設定放電電流を小さくした場合、静電容量算出結果に違いが生じる事が分かった。また、低速回転で帯電装置の設定放電電流を小さくした場合には、静電容量算出結果の違いが顕著に現れる事が分かった。更に、回転数を落として静電容量を算出した場合には、設定放電電流の大きさに関係なく、回転数を落としていくほど静電容量算出結果の違いが大きい事が分かった。しかし、従来の特許文献はこの問題点に関しての記載はなく、問題として認識されていなかった。

また、従来の特許文献に記載されている様に、電子写真感光体に要求される特性として、帯電能、電荷保持能、感度等があげられる。これらの電気的・光学的な特性の測定には電子写真プロセスと同様にコロナ帯電・露光を行う事によって上記特性を評価される事が多い。それらの特性を評価する特性値の一つとして、電子写真感光体をコンデンサと考え、静電容量を求め評価する方法がある。

図２はこの方法の原理を示した図である。電子写真感光体をコンデンサと考えるモデルでは、コロナ帯電により感光体試料に流れる電流Ｉと、この時の表面電位Ｖを同時計測し、通過電流は時間ｔで積算され、図２（ｃ）のグラフで示されるように、Ｑ＝Ｃ・Ｖ（Ｑは充電電荷量、Ｖは感光体の帯電電位、Ｃは感光体の静電容量）の関係より静電容量（Ｃ）を求める。感光体にコロナ放電を施すとその表面電位（Ｖ）は、通常図２（ａ）の上段のグラフで示されるように立ち上がっていく。この間、感光体の充電電荷量は、図２（ｂ）のグラフで示されるように推移する。つまり、充電電荷量（Ｑ）は、各時間（Δｔ）あたりの各充電電荷量（ｑ１）、（ｑ２）、（ｑ３）、・・・（ｑｎ）の積算値で表され、増大していく。各充電電荷量（ｑ１）、（ｑ２）（ｑ３）、・・・（ｑｎ）は、それぞれ、時間（Δｔ）と電流（Ｉ）との積で表される積分値であり、電流（Ｉ）は実測の試料充電電流値／Ｓ（Ｓは帯電される試料の面積）で定まる。これらによって求まった充電電荷量（Ｑ）とこれに対応する表面電位（Ｖ）をプロットして直線を引き、この傾きから静電容量（Ｃ）を算出する（図２（ｃ））。従来の特許文献で記載されている様に、この算出方法では、徐々に帯電する状況を作り、測定する為、高速回転させて静電容量を算出する必要があった。

被測定物となる感光体が平板などのテストピースの場合は、サンプルサイズも小さい為高速回転させて静電容量を算出する場合に特に問題はなかった。また、被測定物が感光体ドラムの場合で、感光体のドラム直径が小さい物に関しては、支持体に厚みの不均一な部分があった場合でも、回転時に大きな問題が生じるほど振れが非常に大きくなる事は無い為、高速回転させて静電容量を算出する事が可能であった。しかし、ドラム直径が大きい場合で支持体に厚みの不均一な部分があった場合は、重量バランスの悪さにより、回転時に非常に大きな振れとなる。また、それによって感光体周りに配置された帯電装置・露光装置・表面電位検出装置との距離が安定しない為に、正確な計測が出来ない状況も発生する事が分かっていた。

更に、振れが大きい場合には、感光体周りに配置された帯電装置・露光装置・表面電位検出装置に接触し装置の損傷や感光体へのダメージも起こる為、振れを抑える方法として、重量バランスの悪い位置を確認し、その位置におもりを付ける事で振れ量を抑え計測する方法があるが、バランスの悪い部分を測定する為の機構・装置等が必要となる事や、計測する場合には、測定者の手間になるという悪さがあった。その為、従来通りの装置で、測定者の手間を取らせず、低速回転で静電容量を精度良く計測する方法が要望されていた。

特開平１０−２８２０５７号公報特開２００３−２７９６０８号公報

本発明は、以上の従来技術における問題に鑑みてなされたものであり、回転数に影響されず精度良く静電容量を算出可能な電子写真用感光体の静電容量算出方法及び該特性評価方法を用いた電子写真用感光体の特性評価装置を提供することを目的とする。

前記課題を解決するために提供する本発明は、以下の通りである。
（１）ドラム状の電子写真用感光体である試料を回転させる工程と、帯電装置からの放電により前記試料の感光面を帯電させる静電気帯電工程と、帯電後の前記試料の感光面を露光により光放電させる光放電工程と、前記試料の表面電位及び充電電荷量の検出結果に基づいて、該試料の静電容量を求める静電容量算出工程とを有する電子写真用感光体の静電容量算出方法であって、前記帯電装置の放電電流Ｉを以下の式を満足するものとし、前記静電容量算出工程では、前記試料の回転周期の整数倍間隔で採取された前記試料の充電電荷量とこれに対応する表面電位をプロットして直線を引き、該直線の傾きから前記試料の静電容量を求めることを特徴とする電子写真用感光体の静電容量算出方法。
｜Ｉ｜ ≧ １４８．５／ｒ［ｎＡ／ｃｍ^２］
（ｒ：前記試料のドラム半径（単位：ｃｍ））
（２）前記（１）記載の電子写真用感光体の静電容量算出方法において、前記試料の充電電荷量は、該試料の通過電流値を帯電経過時間で積分した値に、電流測定系の信号応答性に基づく補正を加えた値であることを特徴とする電子写真用感光体の静電容量算出方法。
（３）前記（２）記載の電子写真用感光体の静電容量算出方法において、前記試料の充電電荷量は、該試料の通過電流値に係数を乗じる方法によって算出されることを特徴とする電子写真用感光体の静電容量算出方法。
（４）前記（３）記載の電子写真用感光体の静電容量算出方法において、前記係数は、正の値であることを特徴とする電子写真用感光体の静電容量算出方法。
（５）ドラム状の電子写真用感光体である試料の回転装置と、該試料の感光面を放電により帯電させる帯電装置と、前記試料の感光面を露光する露光装置と、前記試料表面の帯電電位を検出する帯電電位検出装置と、前記試料の充電電荷量を検出する電荷量検出装置と、前記（１）〜（４）のいずれかに記載の電子写真用感光体の静電容量算出方法により前記試料の静電容量を求める静電容量算出手段とを備えることを特徴とする電子写真用感光体の特性評価装置。

本発明の電子写真用感光体の静電容量算出方法によれば、高速回転から低速回転まで、回転数に影響されず精度良く電子写真用感光体（試料）の静電容量を算出することが可能となる。特に、従来では回転数を低速にした場合には静電容量を精度良く算出する事が困難であったが、本発明によれば精度良く静電容量を算出可能となる。また、本発明の電子写真用感光体の静電容量算出方法を実現する電子写真用感光体の特性評価装置を提供することが可能となる。
すなわち請求項１の発明によれば、被帯電体試料に対し帯電装置の設定放電電流Iの条件を規定して試料の帯電電位及び試料に流れる電荷量を測定し、静電容量を算出することにより、静電容量を精度良く算出する事が可能となる。またこのとき、静電容量算出時に使用する充電電荷量と表面電位の対応グラフで、ドラム回転周期の整数倍間隔で結果をプロットし、静電容量を算出する事により、低速回転時においてもプロットするポイントのバラツキが無くなり、容易に静電容量算出のための直線を引く事が可能となり精度良く静電容量算出が可能となる。
請求項２の発明によれば、感光体に与えた充電電荷量を、流れ込む電流を測定し、時間で積分する事で測定される方法であって、充電電荷量を算出する際、感光体の通過電流を時間で積分した値に、電流測定系の信号応答性を考慮した補正を加えた値として、静電容量を算出する事により、信号処理回路によって生じた信号の遅れを補正して静電容量を精度良く算出する事が可能となる。
請求項３の発明によれば、充電電荷量算出時の補正値が、算出時における通過電流に係数を乗じる事によって算出する方法である事により、信号処理等によって生じた信号遅れの補正を容易に実施可能な方法を提供する事が可能となる。
請求項４の発明によれば、充電電荷量算出時の補正値が正の値である事により、信号処理等によって生じた信号遅れを補正して静電容量を精度良く算出する事が可能となる。
請求項５の発明によれば、高速回転から低速回転まで、回転数に影響されず精度良く電子写真用感光体（試料）の静電容量を算出することが可能な電子写真用感光体の特性評価装置を提供することができる。

以下に、本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。また、本発明では、「放電電流」という用語を用いるが、これは、帯電装置の放電条件を決めるための値であり、測定する感光体（試料）と同形状（直径・全長・肉厚が同じ）の素管（感光層を塗布していない）を放電させ、アルミ素管側に流れる電流の事を意味している。この放電電流によって帯電装置の出力を設定する。

本発明では、感光体試料に対する帯電装置の設定放電電流Iの条件を下記の式（１）を満足するようにして放電を行い、試料の帯電電位・及び試料に流れる電荷量を測定し、静電容量を算出する電子写真用感光体の静電容量算出方法に特徴がある。
｜Ｉ｜ ≧ １４８．５／ｒ［ｎＡ／ｃｍ^２］・・・（１）
（ｒ：感光体試料のドラム半径（単位：ｃｍ））
以下、本発明に係る電子写真用感光体の静電容量算出方法及びこの方法を適用した電子写真用感光体の特性評価装置について説明する。

図１は、本発明にかかる電子写真用感光体の特性評価装置（以下、特性評価装置）の概略図である。図１を参照しながら特性評価装置を説明する。
特性評価装置は、感光体ドラム１を露光する露光ランプ１１、感光体ドラム１の電位を計測する表面電位計プローブ３、感光体ドラム１を帯電するコロナ帯電器６、コロナ帯電器６へ電圧を供給する為の電源７、電源７のスイッチ１３、感光体ドラム１を除電する除電用光源８、露光ランプ１１を覆うランプボックス１０、露光した光を電子写真用感光体の照射面までガイドする露光ガイドボックス２、照度を調節する絞り１２を有している。

この特性評価装置では、感光体ドラム１はモーター１４によって回転する機構となっており、図１の矢印の方向に回転する。このとき、電源７から高電圧が出力され、コロナ帯電器６によって感光体ドラム１が帯電される。この帯電時に感光体ドラム１中を通過する電流（通過電流）は計測され、５の信号処理回路に送られる。なお、信号処理回路の中には図示されていない平滑化回路が組み込まれており、平滑化回路によって通過電流の平滑化が行われる。その後、Ａ／Ｄ変換器１６によってデジタル信号に変換されコントローラ１５に送られデジタル信号が演算処理される。

また、感光体ドラム１の表面電位は、表面電位計プローブ３からモニター部である表面電位計４に送られモニターされ、信号処理回路９に送られる。その後Ａ／Ｄ変換器１６によって変換され、次にコントローラ１５に送られ演算処理される。コントローラ１５は、感光体ドラム１を回転させるモーター１４内のモータードライバに接続されている。モータードライバでは、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周りのユニットは、デジタルリレー出力によってＯＮ／ＯＦＦ制御されている。また、感光体ドラム１の露光後電位は、露光ランプ１１を使用する事によって、測定が出来、感光体ドラム１の表面電位を取り除く場合は、除電用光源８を使用し取り除く事が可能であり、感光体ドラム１の帯電特性、光減衰特性等の特性評価が可能である。

露光装置（露光ランプ１１）には、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）などの発光物全般を用いることができる。そして、所望の波長域の光のみを照射するために、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などの各種フィルターを用いる事も出来、照度を下げる為に、ニュートラルデンシティフィルターを用いる事も出来る。また照度を調節する為の絞り１２には、絞りを使わず照度調整可能なニュートラルデンシティフィルターを用いる事も出来る。

被試験試料（感光体ドラム１）の表面を帯電処理するための帯電装置用電源回路の制御手段、該被試験試料を光照射するための光源用電源回路の制御手段は、図示されてないが、これらとしては、従来公知のものをそのまま用いることができる。

図３に、感光体ドラム１の静電容量を算出する方法の原理を示す。これは、電子写真感光体をコンデンサと考えるモデルで静電容量を算出する方法であり、コロナ帯電により感光体試料（感光体ドラム１）に流れる電流と、この時の表面電位を同時計測し、通過電流は時間で積算され、図３（ｃ）のグラフで示されるように、Ｑ＝Ｃ・Ｖ（Ｑは充電電荷量、Ｖは感光体の帯電電位、Ｃは感光体の静電容量）の関係より静電容量（Ｃ）を求める。感光体ドラム１にコロナ放電を施すとその表面電位（Ｖ）は、通常図３（ａ）のグラフで示されるように立ち上がっていく。この間、感光体ドラム１の充電電荷量は、図３（ｂ）のグラフで示されるように推移する。つまり、充電電荷量（Ｑ）は、各時間（Δｔ）あたりの各充電電荷量（ｑ１）、（ｑ２）、（ｑ３）、・・・（ｑｎ）の積算値で表され、増大していく。各充電電荷量（ｑ１）、（ｑ２）（ｑ３）、・・・（ｑｎ）は、それぞれ、時間（Δｔ）と電流（Ｉ）との積で表される積分値であり、電流（Ｉ）は実測の試料充電電流値／Ｓ（Ｓは帯電される試料の面積）で定まるが、電流の遅れを補正するために、それぞれのポイントで充電電荷量算出する際、電流値に補正係数Ｎを乗じた物を足し合わせ、充電電荷量（Ｑ）を算出する。これらによって求まった充電電荷量（Ｑ）とこれに対応する表面電位（Ｖ）（図３（ａ））をプロットして直線を引き、この傾きから静電容量（Ｃ）を算出する（図３（ｃ））。この静電容量算出自体は、コントローラ１５の記憶領域に記憶された、表面電位と電流のデータを使用して、コントローラ１５で処理が実施され、静電容量（Ｃ）が算出される仕組みとなっている。また、静電容量（Ｃ）を算出する際に、充電電荷量（Ｑ）と表面電位（Ｖ）をプロットするポイントの時間間隔やポイント数などは自由に変更が可能である。

特性評価装置は、光を透過しない暗箱あるいは、暗幕等で覆われている、暗箱あるいは暗幕で覆われていないと、試験時に外部環境（風・光・温度）の影響を受け、正確な特性評価が困難となる。但し、コントローラ・信号処理回路等、感光体ドラムの評価に影響の無い物に関しては、暗箱あるいは暗幕で覆う必要はない。

本発明の実施に用いる評価試料としての感光体ドラム１は、導電性支持体の上に電荷発生層、電荷輸送層が形成されたもの、更に電荷輸送層の上に保護層が形成されたもの等が使用される。導電性支持体および電荷発生層、電荷輸送層としては、公知のものならば如何なるものでも使用することができる。

（実験例）
図１の特性評価装置を使用し、ドラム直径３０ｍｍ、ドラム全長３４０ｍｍ、ドラムの肉厚０．７５ｍｍのドラムに、リコーIPSIO CX8000用感光体と同じ材料・処方構成の感光層を塗った感光体ドラム１を使用して特性評価を行った。ここでは、帯電装置（コロナ帯電器６）の設定放電電流Ｉは−１２７．３[ｎＡ／ｃｍ^２]とし、感光体ドラム１の回転数は１８００ｒｐｍと２００ｒｐｍの２水準で測定した。また、表面電位・通過電流サンプリング間隔を０．０１ｓｅｃとし、静電容量算出方法は図２に示す方法で実施した。

感光体ドラム１の表面電位の推移結果を図４、通過電流の推移結果を図５に示す。
図４と図５の結果から、１８００ｒｐｍという高速回転で測定した場合には表面電位・通過電流が徐々に変化する状況を確認できるが、２００ｒｐｍという低速回転で測定した場合には表面電位・通過電流とも１回転するまで放電状況は変化しないため、階段状に変化した結果でしか確認出来ない事が分かる。また、２００ｒｐｍでの測定結果は表面電位・通過電流とも応答性の問題から信号に遅れが生じている事も分かる。
図６は、２００ｒｐｍでの通過電流の拡大グラフ（概略グラフ）であるが、斜線で引かれている領域が電流遅れに相当する部分である。

また、静電容量を算出するためにプロットした充電電荷量と表面電位の対応関係の結果のグラフとして、回転数１８００ｒｐｍの場合を図７、回転数２００ｒｐｍの場合を図８に示す。ここでは、プロットしたポイントは全測定データの充電電荷量と表面電位対応関係をプロットしている。ここで、図７の結果からは、１８００ｒｐｍという高速回転で静電容量を算出する場合は、充電電荷量と表面電位の結果グラフのどのポイントで回帰線を引いても同じような静電容量結果を算出する事が可能である。一方、図８の結果からは、２００ｒｐｍという低速回転で静電容量を算出する場合には、回帰線を引くためのポイント選定が困難である事が分かる。また、図４と図５の結果からも分かるが、帯電装置と表面電位プローブは同じ位置に無い為に、表面電位と通過電流が同時期に変化しない。その為、静電容量算出時の表面電位と通過電流の対応関係を間違えると、正しい静電容量を算出できない事が分かる。

次に、前記表面電位・通過電流サンプリングデータのうち、Ｙ軸の表面電位を２６分割（−１２００Ｖを２６分割）した値に最も近い値のみをグラフにプロットすることを行った。図９に、回転数１８００ｒｐｍで静電容量を算出した場合の充電電荷量と表面電位の結果グラフを、図１０に回転数２００ｒｐｍで静電容量を算出した場合の充電電荷量と表面電位の結果グラフを示す。

図９の結果から、１８００ｒｐｍという高速回転で静電容量を算出した場合には、Ｙ軸の表面電位を２６分割した値に最も近い値のみをプロットしても、問題なく充電電荷量と表面電位の結果グラフから直線を引くことが出来、静電容量を算出できたが、図１０に示すように２００ｒｐｍという低速回転で従来のようにＹ軸の表面電位を２６分割した値に最も近い値のみをプロットし静電容量を算出する方法では、直線を引くことが困難であり、精度の良い静電容量算出は困難である事が分かる。

以下、実施例により本発明を具体的に説明するが、本発明はこれらの実施例により、何等限定されるものではない。

（実施例１）
図１の特性評価装置（自社で設計製作した評価装置を使用）を使用し、ドラム直径３０ｍｍ、ドラム全長３４０ｍｍ、ドラムの肉厚０．７５ｍｍのドラムに、リコーIPSIO CX8000用感光体と同じ材料・処方構成の感光層を塗った感光体ドラムを使用して特性評価を行った。なお、ドラム回転数：１８００ｒｐｍ、表面電位・通過電流サンプリング間隔：０．０１ｓｅｃとし、設定放電電流を以下のように変化させて特性評価（静電容量の算出）を行った。また、静電容量算出方法は図２に示す方法を用いた。

（実施例１ａ）設定放電電流：−１２７．３[ｎＡ／ｃｍ^２]（−１９１．０／r[ｎＡ／ｃｍ^２]）
（実施例１ｂ）設定放電電流：−９９．０[ｎＡ／ｃｍ^２]（−１４８．５／r[ｎＡ／ｃｍ^２]）
（比較例１ａ）設定放電電流：−７０．７[ｎＡ／ｃｍ^２]（−１０６．１／r[ｎＡ／ｃｍ^２]）
（比較例１ｂ）設定放電電流：−４２．４[ｎＡ／ｃｍ^２]（−６３．７／r[ｎＡ／ｃｍ^２]）
（r：感光体ドラムの半径）

特性評価結果を表１に示す。ここでは、それぞれの設定放電電流条件で実施した場合の静電容量算出結果を静電容量結果（１）で示し、設定放電電流−１２７．３[ｎＡ／ｃｍ^２]で測定した場合の静電容量算出結果を静電容量結果（２）で示している。また、今回使用した特性評価装置では、設定放電電流−１２７．３[ｎＡ／ｃｍ^２]・回転数１８００［ｒｐｍ］の条件で、あらかじめ静電容量が分かっているＰＥＴフィルムを、アルミ素管に巻き付けて静電容量を算出したところ、同レベルの静電容量が得られている為、この条件（設定放電電流−１２７．３[ｎＡ／ｃｍ^２]・回転数１８００［ｒｐｍ］）で測定し算出した静電容量の値を基準にし、それぞれの設定放電電流条件で算出された結果との差を求め、表１右端の列の結果として示した。

表１の結果から、設定放電電流が変化する事で、基準となる値から差が生じる事が分かる。また、静電容量の差として±３％が許容範囲であるが、設定放電電流が−９９．０[ｎＡ／ｃｍ^２]（ドラムの半径をrとした場合、−１４８．５／r[ｎＡ／ｃｍ^２]）以上（いずれも絶対値で）でなければ、許容範囲を満たさない事が分かる。

（実施例２〜４）
次に、図１の特性評価装置を使用して、ドラム直径３０ｍｍ、ドラム全長３４０ｍｍ、ドラムの肉厚０．７５ｍｍのドラムに、リコーIPSIO CX8000用感光体と同じ材料・処方構成の感光層を塗った感光体ドラム１を使用して特性評価を行った。なお、設定放電電流は−１２７．３[ｎＡ／ｃｍ^２]、ドラム回転数は１８００ｒｐｍ（回転周期１／３０ｓｅｃ）とし、感光体ドラム１の回転が安定した所で放電を開始させ、表面電位・通過電流サンプリング間隔：０．０１ｓｅｃで表面電位と通過電流を計測し、計測された通過電流から、図２に示す方法を用いて充電電荷量を算出した。また、充電電荷量と表面電位の値をグラフ上でプロットする際、プロットするポイントの時間間隔を振り、充電電荷量と表面電位の結果グラフで直線を引く事が可能であるかを判断した（実施例２）。また、ドラム回転数を４００ｒｐｍ（回転周期３／２０ｓｅｃ）とし、それ以外の条件を実施例２と同じとして同様の評価を行い実施例３とした。さらに、ドラム回転数を２００ｒｐｍ（回転周期３／１０ｓｅｃ）とし、それ以外の条件を実施例２と同じとして同様の評価を行い実施例４とした。
その判断結果を表２に示す。

表２の結果から、静電容量算出時に使用する充電電荷量と表面電位の結果グラフにおいて、測定時のドラム回転周期より長い間隔でプロットする事が、充電電荷量と表面電位の結果グラフから直線を引く為の必要条件である事が分かる。また、回転速度が低い場合（実施例４；２００ｒｐｍ）には回転周期より長い間隔でプロットした場合でも精度良く直線を引く事が困難になってしまうが、ドラム回転周期の整数倍間隔でプロットとする事で精度良く直線を引く事が可能になる事が分かる。

（実施例５）
図１の特性評価装置を使用して、ドラム直径３０ｍｍ、ドラム全長３４０ｍｍ、ドラムの肉厚０．７５ｍｍのドラムに、リコーIPSIO CX8000用感光体と同じ材料・処方構成の感光層を塗った感光体ドラム１を使用して特性評価を行った。なお、設定放電電流は−１２７．３[ｎＡ／ｃｍ^２]、ドラム回転数は２００ｒｐｍとし、表面電位・通過電流サンプリング間隔：０．０１ｓｅｃで表面電位と通過電流を計測し、計測された通過電流から、図３に示すように算出の際、通過電流に補正係数Ｎを乗じた値を加える方法によって充電電荷量を算出した。また、充電電荷量と表面電位の結果グラフでプロットするポイントは、０．３ｓｅｃ間隔でプロットして直線を引く事で静電容量を算出した。

なお、前述のとおり、ドラム回転数２００ｒｐｍでは信号遅れが発生する（図６）。信号の遅れが無い場合、０．３ｓｅｃで通過電流は一気に下がるはずだが、電流測定系の信号応答性に遅れが生じている為、徐々に通過電流が下がっている。その為、０．３ｓｅｃ間隔でプロットした場合には、図６の斜線で引かれている領域分の電荷量も加える必要がある。しかし、その遅れは直線的に変化していない為、その電荷量分を近似的に補正する方法として、算出時における通過電流に補正係数Ｎを乗じた値を加える方法で実施している。

表３に、補正係数Ｎの水準を振った時の静電容量算出結果ａと、設定放電電流−１２７．３[ｎＡ／ｃｍ^２]・回転数１８００［ｒｐｍ］の条件で測定し算出した静電容量ｂ（表中に基準サンプルとして記載）を基準にして、差（｜ａ−ｂ｜÷ｂ×１００（％））を求めた結果を表３に示す。ここでは、実施例１で使用した特性評価装置である為、実施例１と同じ条件（設定放電電流−１２７．３[ｎＡ／ｃｍ^２]・回転数１８００［ｒｐｍ］）で測定し算出した静電容量の値を基準にし、差を求めた。また、静電容量算出に使用した直線の、帯電開始電位における充電電荷のずれ量（充電電荷量のずれ量）の結果と、基準としている設定放電電流−１２７．３[ｎＡ／ｃｍ^２]・回転数１８００［ｒｐｍ］で静電容量算出に使用した直線の、帯電開始電位における充電電荷のずれ量の差（充電電荷量のずれ量の基準値との差）の結果も併せて表３に示す。

表３の結果から、応答性の問題から生じている信号の遅れによる影響が、通過電流に影響を及ぼしている為、充電電荷量算出の際、補正項を入れて算出しないと、静電容量算出結果が本来の結果（基準サンプル）と比較して違いが生じる事が分かった。また、静電容量算出時に使用する直線の、帯電開始電位における充電電荷量のずれ量も基準値との差が発生する為、補正項を入れなければ正確な算出が出来なくなる事も分かる。更に、補正係数Ｎ＝０．１の場合の結果が基準サンプルの値に近い値となっている事から、算出時の充電電流に係数を乗じる事によって遅れの影響を補正して算出可能である事がわかる。補正項に関しては、信号の遅れを補正する為、表３の結果からも正の値でなければ意味を持たない事も分かる。

（実施例６）
次に、図１の特性評価装置（自社で設計製作した評価装置を使用）を使用し、ドラム直径３０ｍｍ、ドラム全長３４０ｍｍ、ドラムの肉厚０．７５ｍｍのドラムに、リコーIPSIO CX8000用感光体と同じ材料・処方構成の感光層を塗った感光体ドラムを使用して特性評価を行った。なお、ドラム回転数は２００ｒｐｍ、設定放電電流を以下の条件で変化させて表面電位・通過電流サンプリング間隔：０．０１ｓｅｃで表面電位と通過電流を計測し、充電電荷量と表面電位の結果グラフでプロットするポイントは０．３ｓｅｃ間隔としてプロットし、図３に示す方法で充電電荷量算出の際には補正係数Ｎを０．１として補正を実施し、静電容量を算出した。

（実施例６ａ）設定放電電流：−１２７．３[ｎＡ／ｃｍ^２]（−１９１．０／r[ｎＡ／ｃｍ^２]）
（実施例６ｂ）設定放電電流：−９９．０[ｎＡ／ｃｍ^２]（−１４８．５／r[ｎＡ／ｃｍ^２]）
（比較例６ａ）設定放電電流：−７０．７[ｎＡ／ｃｍ^２]（−１０６．１／r[ｎＡ／ｃｍ^２]）
（比較例６ｂ）設定放電電流：−４２．４[ｎＡ／ｃｍ^２]（−６３．７／r[ｎＡ／ｃｍ^２]）
（r：感光体ドラムの半径）

特性評価結果を表４に示す。ここでは、それぞれの設定放電電流条件で実施した場合の静電容量算出結果を静電容量結果（１）で示し、同じ感光体を回転数１８００ｒｐｍ・設定放電電流−１２７．３[ｎＡ／ｃｍ^２]で測定した場合の静電容量算出結果を静電容量結果（２）で示している。また、今回使用した特性評価装置では、実施例１と同じ特性評価装置を使用している為、設定放電電流−１２７．３[ｎＡ／ｃｍ^２]・回転数１８００［ｒｐｍ］の条件で測定し算出した静電容量の値を基準にし、それぞれの設定放電電流条件で算出された結果との差を求め、表４右端の列の結果として示した。

表４の結果から、回転数１８００ｒｐｍで計測した実施例１の結果と同様に２００ｒｐｍでの結果も設定放電電流が変化する事で、基準となる値から違いが生じることが分かる。静電容量の差として±３％が許容範囲であるが、表４の結果から設定放電電流が−９９．０[ｎＡ／ｃｍ^２]（ドラムの半径をｒとした場合、−１４８．５／r[ｎＡ／ｃｍ^２]）以上（いずれも絶対値で）でなければ、許容範囲を満たさない事が分かる。また、表１の高速回転結果と比較し、低速回転の方が静電容量の違いが大きい事も分かる。

なお、これまで本発明を図面に示した実施形態をもって説明してきたが、本発明は図面に示した実施形態に限定されるものではなく、他の実施形態、追加、変更、削除など、当業者が想到することができる範囲内で変更することができ、いずれの態様においても本発明の作用・効果を奏する限り、本発明の範囲に含まれるものである。

本発明に係る電子写真用感光体の特性評価装置の構成例を示す概略図である。静電容量算出方法の説明図である。静電容量算出時に補正係数を入れた場合の静電容量算出方法の説明図である。高速回転時（1800rpm）と低速回転時（200rpm）の表面電位推移比較グラフである。高速回転時（1800rpm）と低速回転時（200rpm）の通過電流推移比較グラフである。低速回転時（200rpm）の通過電流推移拡大グラフ（概略グラフ）である。 1800rpmで測定した全測定データを利用して充電電荷量と表面電位の結果をプロットしたグラフである。 200rpmで測定した全測定データを利用して充電電荷量と表面電位の結果をプロットしたグラフである。 1800rpmで測定した結果から充電電荷量と表面電位の結果グラフ（Ｙ軸を26分割してプロット）である。 200rpmで測定した結果から充電電荷量と表面電位の結果グラフ（Ｙ軸を26分割してプロット）である。

符号の説明

１感光体ドラム
２露光ガイドボックス
３表面電位計プローブ
４表面電位計
５信号処理回路
６コロナ帯電器
７電源
８除電用光源
９信号処理回路
１０ランプボックス
１１露光ランプ
１２絞り
１３電源スイッチ
１４モーター
１５コントローラ
１６Ａ／Ｄ変換器

Claims

ドラム状の電子写真用感光体である試料を回転させる工程と、
帯電装置からの放電により前記試料の感光面を帯電させる静電気帯電工程と、
帯電後の前記試料の感光面を露光により光放電させる光放電工程と、
前記試料の表面電位及び充電電荷量の検出結果に基づいて、該試料の静電容量を求める静電容量算出工程とを有する電子写真用感光体の静電容量算出方法であって、
前記帯電装置の放電電流Ｉを以下の式を満足するものとし、
前記静電容量算出工程では、前記試料の回転周期の整数倍間隔で採取された前記試料の充電電荷量とこれに対応する表面電位をプロットして直線を引き、該直線の傾きから前記試料の静電容量を求めることを特徴とする電子写真用感光体の静電容量算出方法。
｜Ｉ｜ ≧ １４８．５／ｒ［ｎＡ／ｃｍ^２］
（ｒ：前記試料のドラム半径（単位：ｃｍ））
請求項１記載の電子写真用感光体の静電容量算出方法において、
前記試料の充電電荷量は、該試料の通過電流値を帯電経過時間で積分した値に、電流測定系の信号応答性に基づく補正を加えた値であることを特徴とする電子写真用感光体の静電容量算出方法。
請求項２記載の電子写真用感光体の静電容量算出方法において、
前記試料の充電電荷量は、該試料の通過電流値に係数を乗じる方法によって算出されることを特徴とする電子写真用感光体の静電容量算出方法。
請求項３記載の電子写真用感光体の静電容量算出方法において、
前記係数は、正の値であることを特徴とする電子写真用感光体の静電容量算出方法。
ドラム状の電子写真用感光体である試料の回転装置と、該試料の感光面を放電により帯電させる帯電装置と、前記試料の感光面を露光する露光装置と、前記試料表面の帯電電位を検出する帯電電位検出装置と、前記試料の充電電荷量を検出する電荷量検出装置と、請求項１〜４のいずれかに記載の電子写真用感光体の静電容量算出方法により前記試料の静電容量を求める静電容量算出手段とを備えることを特徴とする電子写真用感光体の特性評価装置。