JP5078465B2 - 電子写真感光体の検査方法 - Google Patents

Description

本発明は、複写機、プリンタ、ファックス等の電子写真プロセスを利用した画像形成装置に適用可能な電子写真感光体、たとえばアモルファスシリコン（ａ−Ｓｉ）系の光導電層を形成した電子写真感光体（ａ−Ｓｉ感光体）の検査方法に関するものである。

ａ−Ｓｉ感光体は、一般に高周波グロー放電法により、ＳｉＨ_４
等の原料ガスを分解し、導電性基体上にａ−Ｓｉ堆積膜を形成するプラズマＣＶＤ法により製造されている。この製造法においては、導電性基体上への堆積膜形成に寄与しない粉体が不可避的に発生する。

このような粉体は、ａ−Ｓｉ堆積膜の形成時に導電性基体やこれに形成されている膜に付着することがある。先の粉体の他に、導電性基体の切削加工時の切り屑や各種のゴミが導電性基体に付着していることもある。このような粉体、切り屑あるいはゴミなどといった異物が導電性基体や形成中の膜に付着すると、これらが核となってａ−Ｓｉ堆積膜が部分的に球状に異常成長を起こすことがある。この異常成長部は、一般に球状突起と称されている。

ａ−Ｓｉ感光体を用いた画像形成装置によって画像形成した際に現われる画像欠陥の多くは、この球状突起に起因するものであり、画像品質上許容されるレベルまで、異物を排除した条件下でａ−Ｓｉ感光体の製造が実施されている。

その一方で、ａ−Ｓｉ感光体を用いた画像形成装置においては、ａ−Ｓｉ感光体の球状突起に起因して画像上に黒点や白点を生じる画像欠陥が、画像品質上の問題となる場合がある。そのため、画像欠陥の検出を目的として、種々の検査方法、検査装置、および検査条件などが提案されている。

その一例として、ａ−Ｓｉ感光体の球状突起に起因して発生する画像欠陥を、予め顕在化させて検出する検査方法および検査装置に関するもの（たとえば特許文献１参照）、あるいは通常環境と高温高湿環境で画像形成を行い、画像欠陥を評価する方法がある（たとえば特許文献２参照）。

その他の例として、予め湿度環境を変化させて画像形成を行って評価した画像欠陥数の湿度依存に基づき、該画像欠陥数が湿度に依存して増加する臨界領域の湿度範囲よりも高い湿度環境下（たとえば相対湿度が７０％以上）で画像欠陥を評価する方法も提案されている（たとえば特許文献３参照）。

特開昭６２−１８９４７７号公報 特開平４−１２０５４７号公報 特開２００６−０７１７７９号公報

しかしながら、感光体の検査を行ない、画像欠陥が生じたものについては、それが画像品質上許容されるレベルを満たさない場合には出荷品から除外する必要が生じる。その一方で、電子写真プロセスを利用した画像形成装置の高画質化に対する要求は年々高まっており、画像欠陥に対しても画像品質上の許容レベルが年々厳しいものとなってきている。

そのため、従来の検査方法では、画像品質上の許容レベルを満たさない感光体が出荷品から除外されない問題が発生する可能性が出てきた。

また、市場で使用を継続していく過程で球状突起部の低抵抗化等により、検査時には出現していなかった画像欠陥が使用過程において出現し、良好な画像形成を維持できない感光体が出荷品から除外されていない問題が発生する可能性が出てきた。

このような不具合を解消するためには、検査工程でより厳しい許容レベルを設定しておく必要が生じ、本来は画像品質上の許容レベルを満たす感光体であっても出荷品から除外されてしまい、不良品を増やしてしまうことが懸念される。

そこで、本発明は、電子写真感光体の画像欠陥を簡便な方法でより正確に検出できるようにするとともに、市場で使用を継続していく過程で画像欠陥が出現する球状突起に対しても確実に検出することができるようにすることを課題としている。

本発明においては、基体上に光導電層を形成した電子写真感光体を、画像形成装置に搭載して印刷を行なって前記電子写真感光体を検査する方法であって、前記画像形成装置に
おける設定濃度を変化させて画像形成を行なうことにより、設定濃度に対する地かぶり発生率の濃度依存性を予め調べておき、設定濃度と地かぶりの発生率との関係において、設定濃度を変化させても地かぶりの発生率が略一定で推移する第１濃度域と、設定濃度が大きくなるにつれて地かぶり発生率が高くなる第２濃度域と、の境界またはその近傍濃度域に対応する表面電位での画像形成において画像欠陥を評価することを特徴とする、電子写真感光体の検査方法が提供される。

前記設定濃度は、たとえば前記画像形成装置における帯電装置によって前記電子写真感光体の表面に印加する表面電位を調整することによって行なわれる。

本発明の検査方法では、設定濃度に対する地かぶりの発生率の依存性に加えて、画像濃度の湿度環境依存性をさらに考慮して、電子写真感光体の検査を行なうようにしてもよい。湿度環境依存性に基づく検査は、湿度環境を変化させて画像形成を行なうことにより、画像濃度の湿度依存性を予め調べておき、湿度と画像濃度との関係において、湿度を変化させても画像濃度が略一定で推移する湿度範囲で画像欠陥を評価することにより行なわれる。

前記湿度は、たとえば相対湿度で２０％以上６０％以下の範囲から選択される。

本発明の検査方法では、画像形成装置における現像装置として、湿度を変化させても画像濃度が略一定で推移する湿度の範囲の環境下に放置されたものを使用するのが好ましい。

本発明の検査方法によれば、電子写真感光体の画像欠陥を簡便な方法でより正確に検出できるようにするとともに、市場で使用を継続していく過程で画像欠陥が出現する球状突起を検出することが可能となる。

以下、本発明における電子写真感光体の検査方法について具体的に説明する。

まず、本発明の検査方法を説明する前に、検査対象となる電子写真感光体およびこれを搭載した画像形成装置について、図１および図２を参照して説明する。

図１に示した画像形成装置１は、画像形成方式としてカールソン法を採用したものであり、電子写真感光体２、帯電器４１、露光器４２、現像器４３、転写器４４、定着器４５、クリーニング器４６、および除電器４７を備えたものである。

電子写真感光体２は、画像信号に基づいた静電潜像やトナー像が形成されるものであり、図１の矢印Ａ方向に回転可能とされている。図２に示したように、電子写真感光体２は、円筒状基体２０の表面に、感光層２１が形成されたものである。

円筒状基体２０は、電子写真感光体２の骨格をなすとともに、その外周面上で静電潜像を担持するものである。円筒状基体２０は、少なくとも表面に導電性を有するものとされている。すなわち、円筒状基体２０は、全体を導電性材料により形成してもよいし、絶縁性材料により形成した円筒体の表面に導電性膜を形成したものであってもよい。円筒状基体２０のための導電性材料としては、たとえばＡｌあるいはＳＵＳ（ステンレス）、Ｚｎ、Ｃｕ、Ｆｅ、Ｔｉ、Ｎｉ、Ｃｒ、Ｔａ、Ｓｎ、Ａｕ、およびＡｇなどの金属材料、それらの金属の合金材料を使用することができる。円筒状基体２０のための絶縁材料としては、樹脂、ガラスあるいはセラミックなどを挙げることができる。導電性膜のための材料としては、先に例示した金属の他、ＩＴＯ（Indium Tin Oxide）、ＳｎＯ_２などの透明導電性材料を挙げることができる。これらの透明導電性材料は、たとえば蒸着などの公知の手法により、絶縁性を有する円筒体の表面に被着させることができる。ただし、円筒状基体２０は、全体をＡｌ合金材料により形成するのが好ましい。そうすれば、電子写真感光体２が軽量かつ低コストに製造可能となり、その上、後述する感光層２１の電荷注入阻止層２７や光導電層２８をアモルファスシリコン系（ａ−Ｓｉ系）材料により形成する場合に、それらの層２７，２８との密着性が高くなって信頼性が向上する。

感光層２１は、電荷注入阻止層２７、光導電層２８、および表面層２９を積層形成したものである。

電荷注入阻止層２７は、円筒状基体２０からの電子や正孔が光導電層２８に注入されるのを抑制するためのものである。この電荷注入阻止層２７は、光導電層２８の材料に応じて種々のものを用いることができる。電荷注入阻止層２７は、たとえば無機材料により形成されており、光導電層２８にａ−Ｓｉ系材料を用いる場合であれば、電荷注入阻止層２７のための無機材料としてａ−Ｓｉ系の材料のものを使用するのが好ましい。そうすることにより、円筒状基体２０と光導電層２８との密着性に優れた電子写真特性を得ることができる。

ａ−Ｓｉ系の電荷注入阻止層２７を設ける場合は、ａ−Ｓｉ系光導電層２８と比べて、より多くの周期律表第１３族元素（以下、「第１３族元素」と略す）や周期律表第１５族元素（以下、「第１５族元素」と略す）を含有させて導電型を調整し、また多くの硼素（Ｂ）、窒素（Ｎ）、あるいは酸素（Ｏ）を含有させて高抵抗化するとよい。

なお、電荷注入阻止層２７に長波長光吸収層を設けてもよい。この長波長光吸収層を設けると、露光時に入射した０．８μｍ以上の長波長光が円筒状基体２０の表面で反射し、記録画像に干渉縞が発生することを抑制することが可能となる。

光導電層２８は、露光器４２による光の照射によって電子が励起され、自由電子あるいは正孔などのキャリアを発生させるためのものである。光導電層２８の厚みは、使用する光導電性材料および所望の電子写真特性により適宜設定すればよい。たとえば光導電層２８をａ−Ｓｉ系材料を用いて形成する場合には、光導電層２８の厚みは、５μｍ以上１００μｍ以下、好適には、１５μｍ以上８０μｍ以下に設定される。

光導電層２８は、たとえばａ−Ｓｉ系材料、ａ−Ｓｅ、Ｓｅ−Ｔｅ、およびＡｓ_２Ｓｅ_３などのアモルファスセレン系（ａ−Ｓｅ系）材料、あるいはＺｎＯ、ＣｄＳ、ＣｄＳｅなどの周期律表第１２族元素と周期律表第１６族元素との化合物などにより形成されている。ａ−Ｓｉ系材料としては、ａ−Ｓｉ、ａ−ＳｉＣ、ａ−ＳｉＮ、ａ−ＳｉＯ、ａ−ＳｉＧｅ、ａ−ＳｉＣＮ、ａ−ＳｉＮＯ、ａ−ＳｉＣＯおよびａ−ＳｉＣＮＯなどを使用することができる。特に、光導電層２８をａ−Ｓｉあるいはａ−ＳｉにＣ、Ｎ、Ｏなどの元素を加えたａ−Ｓｉ系の合金材料により形成した場合には、高い光感度特性、高速応答性、繰り返し安定性、耐熱性、および耐久性などの優れた電子写真特性が安定して得られるのに加え、表面層２９をａ−ＳｉＣ：Ｈにより形成する場合における表面層２９との整合性が優れたものとなる。なお、光導電層２８は、前述の無機物系材料を粒子化し、それを樹脂に分散させた形態、あるいはＯＰＣ系光導電層として形成してもよい。

光導電層２８は、全体を無機物として膜形成する場合には、たとえばグロー放電分解法、各種スパッタリング法、各種蒸着法、ＥＣＲ法、光ＣＶＤ法、触媒ＣＶＤ法、あるいは反応性蒸着法など公知の成膜手法により形成することができる。光導電層２８の成膜に当たっては、ダングリングボンド終端用に水素（Ｈ）やハロゲン元素（Ｆ、Ｃｌ）を、膜中に１原子％以上４０原子％以下含有させてもよい。また、光導電層２８の形成に当たっては、各層の暗導電率や光導電率などの電気的特性および光学的バンドギャップなどについて所望の特性を得るために、第１３族元素や第１５族元素を含有させたり、Ｃ、Ｎ、Ｏ等の元素の含有量を調整することにより、上記諸特性を調整する。

また、第１３族元素および第１５族元素としては、共有結合性に優れて半導体特性を敏感に変え得る点および優れた光感度が得られる点で、ホウ素（Ｂ）およびリン（Ｐ）を用いるのが望ましい。第１３属元素および第１５属元素をＣ、Ｎ、Ｏ等の元素とともに含有させる場合には、第１３族元素は
０．１ｐｐｍ以上２００００ｐｐｍ以下であるのが好ましく、第１５族元素は０．１ｐｐｍ以上１００００ｐｐｍ以下であるのが好ましい。

光導電層２８にＣ、Ｎ、Ｏ等の元素を含有させないか、あるいは微量（０．０１ｐｐｍ以上１００ｐｐｍ以下）含有させる場合は、第１３族元素の含有量は０．０１ｐｐｍ以上２００ｐｐｍ以下、第１５族元素の含有量は０．０１ｐｐｍ以上１００ｐｐｍ以下であるのが好ましい。これらの元素の含有率は層厚方向にわたって濃度勾配があってもよく、その場合には層全体の平均含有量が上記範囲内であればよい。

光導電層２８をａ−Ｓｉ系材料により形成する場合には、μｃ−Ｓｉ（微結晶シリコン）を含有させてもよく、その場合には、暗導電率および光導電率を高めることができるので、光導電層３の設計自由度が増すという利点がある。このようなμｃ−Ｓｉは、先に説明したのと同様の形成法を採用し、その成膜条件を変えることによって形成することができる。たとえばグロー放電分解法では、円筒状基体２０の温度および高周波電力をａ−Ｓｉの場合よりも高めに設定し、希釈ガスとしての水素流量を増すことによって形成できる。また、μｃ−Ｓｉを含む場合にも上記と同様の不純物元素を添加させてもよい。

このような光導電層２８は、たとえば図３に示したプラズマＣＶＤ装置５を用いて形成することができる。図示したプラズマＣＶＤ装置５は、円筒状の真空容器５０の中央部に配置した基体支持体５１に円筒状基体２０を支持させ、グロー放電プラズマにより円筒状基体２０にａ−Ｓｉ系膜を成膜するものである。このプラズマＣＶＤ装置５では、基体支持体５１が接地されているとともに、真空容器５０が高周波電源５２に接続されており、真空容器５０と基体支持体５１（円筒状基体２０）との間に高周波電力を印加できるようになされている。基体支持体５１は、回転機構５３によって回転可能とされており、その内部に配置されたヒータ５４によって加熱されるようになっている。このプラズマＣＶＤ装置５にはさらに、複数のガス導入管５５が基体支持体５１（円筒状基体２０）を囲むように配置されている。各ガス導入管５５は、その軸方向に並ぶように複数のガス導入口５６が設けられたものである。各ガス導入管５５における複数のガス導入口５６は、円筒状基体２０に対面するように配置されており、複数のガス導入口５６を介して導入された原料ガスが、円筒状基体２０に向けて吹き出すように構成されている。

このプラズマＣＶＤ装置５を用いて円筒状基体２０にａ−Ｓｉ系膜の成膜を行なうに当たっては、所定の流量やガス比に設定された原料ガスが、ガス導入管５５からガス導入口５６を介して円筒状基体２０に向けて導入される。このとき、円筒状基体２０は、基体支持体５１とともに回転機構５３によって回転させられている。そして、高周波電源５２により真空容器５０と基体支持体５１（円筒状基体２０）との間に高周波電力を印加し、これらの間にグロー放電によって原料ガスを分解することにより、所望の温度に設定した円筒状基体２０上にａ−Ｓｉ系膜が成膜される。

図２に示した表面層２９は、光導電層２８の摩擦・磨耗を防ぐためのものであり、光導電層２８の表面に積層形成されている。この表面層２９は、たとえばａ−ＳｉＣなどのａ−Ｓｉ系材料に代表される無機材料により、厚みが０．２μｍ以上３．０μｍ以下に形成されている。表面層２９の厚みを０．２μｍ以上にすることで耐刷による画像キズおよび画像濃度ムラの発生を防止することが可能となり、表面層２９の厚みを３．０μｍ以下にすることで初期特性（残留電位による画像不良等）を良好にすることが可能となる。表面層２９の厚みは、好適には０．５μｍ以上１．５μｍ以下とされる。

このような表面層２９は、ａ−ＳｉＣに水素を含有させたａ−ＳｉＣ：Ｈにより形成するのが好ましい。ａ−ＳｉＣ：Ｈは、元素比率を組成式ａ−Ｓｉ_１−ＸＣ_Ｘ：Ｈと表した場合、たとえばＸ値が０．５５以上０．９３未満とされる。Ｘ値を０．５５以上にすることで表面層２９として適切な硬度を得ることが可能となり、表面層２９ひいては電子写真感光体２の耐久性を確保でき、Ｘ値を０．９３未満にすることで同様に表面層２９として適切な硬度を得ることができる。好適には、Ｘ値は０．６以上０．７以下とされる。表面層２９をａ−ＳｉＣ：Ｈにより形成する場合におけるＨ含有量は、１原子％以上７０原子％以下程度に設定するとよい。この範囲内では、Ｓｉ−Ｈ結合がＳｉ−Ｃ結合に比して少なくなり、表面層２９の表面に光が照射されたときに生じた電荷のトラップを抑えることができ、残留電位を防止することができる点で好ましい。本発明者らの知見によれば、このＨ含有量を約４５原子％以下とすると、より良好な結果が得られる。

このようなａ−ＳｉＣ：Ｈの表面層２９は、光導電層２８をａ−Ｓｉ系材料により形成する場合と同様に、図３に示したプラズマＣＶＤ装置５を用いて形成することができる。

図１に示した画像形成装置１の帯電器４１は、非接触型のものであり、電子写真感光体２に対向する開口部４１Ｂを有するハウジング４１Ａと、開口部４１Ｂに配設したグリッド電極４１Ｃと、ハウジング４１Ａの内部に配置された帯電ワイヤ４１Ｄと、を有するものである。この帯電器４１では、帯電ワイヤ４１Ｄおよびグリッド電極４１Ｃに電圧を印加する電圧を調整することができる。

帯電器としては、帯電ローラを用いることもできる。この帯電ローラは、たとえば導電性ゴムローラーと、導電性ゴムローラーの中心に金属性シャフトを有し、金属性シャフトに直流の電圧、または直流と交流の電圧を印加して電子写真感光体２を直接帯電させる接触型のものである。このような帯電ローラでは、金属製シャフトに印加する直流成分、または直流と交流の電圧を調整することにより、電子写真感光体２における表面電位を調整することができる。

露光器４２は、電子写真感光体２に静電潜像を形成するためのものであり、特定波長（たとえば６５０ｎｍ以上７８０ｎｍ以下）の光を出射可能である。この露光器４２によると、画像信号に応じて電子写真感光体２の表面に光を照射して光照射部分の電位を減衰させることにより、電位コントラストとしての静電潜像が形成される。露光器４２としては、たとえば約６８０ｎｍの波長の光を出射可能なＬＥＤ素子を６００ｄｐｉの密度で配列させたＬＥＤヘッドを採用することができる。

もちろん、露光器４２としては、レーザ光を出射可能なものを使用することもできる。また、ＬＥＤヘッド等の露光器４２に代えて、レーザービームやポリゴンミラー等からなる光学系や原稿からの反射光を通すレンズやミラー等からなる光学系を用いることにより、複写機の構成の画像形成装置とすることもできる。

現像器４３は、電子写真感光体２の静電潜像を現像してトナー像を形成するためのものである。この現像器４３は、現像剤（トナー）を保持する現像ローラ４３Ａ、電子写真感光体２との隙間（Ｇａｐ）を略一定に保持するためのコロと呼ばれる車輪（図示略）などを備えている。

現像剤は、電子写真感光体２の表面に形成されるトナー像を構成するためのものである。トナーのみからなる一成分系、トナーとキャリアからなる二成分系のいずれをも使用することができる。

現像ローラ４３Ａは、電子写真感光体２の表面（現像領域）に現像剤を搬送する役割を果すものである。この現像ローラ４３Ａは、直流電圧、あるいは直流電圧および交流電圧の印加により、表面が所定の極性および電位に帯電させられるものである。

現像器４３においては、現像ローラ４３Ａによりトナーが搬送され、電子写真感光体２の現像領域において、トナーが静電潜像との静電引力により感光体表面に付着して可視化される。トナー像の帯電極性は、正現像により画像形成が行われる場合には、電子写真感光体２の表面の帯電極性と逆極性とされ、反転現像により画像形成が行われる場合には、電子写真感光体２の表面の帯電極性と同極性とされる。現像器４３ではまた、現像ローラ４３Ａに印加する直流電圧の大きさ、あるいは交流電圧の周波数の大きさを調整することにより、電子写真感光体２に付着するトナーの量（画像濃度）を調整することが可能である。

転写器４４は、電子写真感光体２と転写器４４との間の転写領域に供給された記録媒体Ｐに、電子写真感光体２のトナー像を転写するためのものである。この転写器４４は、転写用チャージャ４４Ａおよび分離用チャージャ４４Ｂを備えている。転写器４４では、転写用チャージャ４４Ａにおいて記録媒体Ｐの背面（非記録面）がトナー像とは逆極性に帯電され、この帯電電荷とトナー像との静電引力によって、記録媒体Ｐ上にトナー像が転写される。転写器４４ではさらに、トナー像の転写と同時的に、分離用チャージャ４４Ｂにおいて記録媒体Ｐの背面が交流帯電させられ、記録媒体Ｐが電子写真感光体２の表面から速やかに分離させられる。転写器４４においては、分離用チャージャ４４Ｂを省略してもよい。

なお、転写器４４としては、電子写真感光体２の回転に従動し、かつ電子写真感光体２とは微小間隙（通常、０．５ｍｍ以下）を介して配置された転写ローラを用いることも可能である。この場合の転写ローラは、たとえば直流電源により、電子写真感光体２上のトナー像を記録媒体Ｐ上に引きつけるような転写電圧を印加するように構成される。転写ローラを用いる場合には、分離用チャージャ４４Ｂのような転写分離装置を省略してもよい。

定着器４５は、記録媒体Ｐに転写されたトナー像を記録媒体Ｐに定着させるためのものであり、一対の定着ローラ４５Ａ，４５Ｂを備えている。定着ローラ４５Ａ，４５Ｂは、たとえば金属ローラ上にテフロン（登録商標）等で表面被覆したものとされている。この定着器４５では、一対の定着ローラ４５Ａ，４５Ｂの間に記録媒体Ｐを通過させることにより、熱や圧力等によって記録媒体Ｐにトナー像を定着させることができる。

クリーニング器４６は、電子写真感光体２の表面に残存するトナーを除去するためのものであり、クリーニングブレード４６Ａを備えている。

クリーニングブレード４６Ａは、電子写真感光体２の表面層２９の表面から、残留トナーを掻きとる役割を果たすものである。このクリーニングブレード４６Ａは、その先端が電子写真感光体２の感光層２１（表面層２９）を押圧するように、バネ４６Ｂ等の付勢手段を介してケース４６Ｃに支持されている。クリーニングブレード４６Ａは、たとえばポリウレタン樹脂を主成分としたゴム材料からなり、表面層２９に接する先端部の厚みが１．０ｍｍ以上１．２ｍｍ以下、ブレード線圧が１４ｇｆ／ｃｍ（一般的には５ｇｆ／ｃｍ以上３０ｇｆ／ｃｍ以下）、硬度がＪＩＳ硬度で７４度（好適範囲６７度以上８４度以下）とされている。

除電器４７は、電子写真感光体２の表面電荷を除去するためのものである。この除電器４７は、たとえばＬＥＤ等の光源によって電子写真感光体２の表面（表面層２９）全体を一様に光照射することにより、電子写真感光体２の表面電荷（残余の静電潜像）を除去するように構成されている。

次に、本発明に係る電子写真感光体２の検査方法を説明する。

本発明の検査方法は、電子写真感光体２を、画像形成装置１に搭載して印刷を行なって画像欠陥の評価することで電子写真感光体２を検査するものである。

本検査方法では、画像形成装置１における設定濃度を変化させて画像形成を行なうことにより、設定濃度に対する地かぶりの発生率の依存性を予め調べておく。地かぶり発生率は、たとえば白ベタ画像を印刷したときの画像全体の平均濃度により評価することができる。

地かぶりや画像欠陥の発生率は、設定濃度が極端な高濃度域および低濃度域を除いた一定の濃度範囲にある場合には略一定となる一方で、設定濃度がある程度以上大きい場合には、設定濃度が大きくなるにつれて高くなる。そのため、地かぶりの発生率が大きくなる濃度範囲において印刷を行なえば、画像欠陥を顕在化させてより確実に画像欠陥を把握することができる。その反面、不当に設定濃度を大きくして印刷を行なえば、画像欠陥や地かぶりの発生率が大きくなり、使用上問題のないドラムまで不良と検出されてしまう可能性が高くなり、歩留まりが悪化することが懸念される。

そこで、本発明では、設定濃度を変化させても地かぶりの発生率が略一定で推移する第１濃度域と、設定濃度が大きくなるにつれて地かぶり発生率が高くなる第２濃度域と、の境界またはその近傍濃度域において画像欠陥を評価することとしている。すなわち、本発明では、設定濃度が比較的に高く、地かぶりの発生率が不当に大きくならない範囲において画像欠陥の検査が行なわれる。

このような濃度範囲では、設定濃度が比較的に高いために、画像欠陥を顕在化させることにより、継続的使用において発生し得る画像欠陥をより適切に把握することができる。より具体的には、球状突起部では電子写真感光体２の表面の帯電時にリークを発生するため、その箇所の表面電位は、露光した時と同様零レベルにまで低下している。しかしながら、リークが発生した部分での表面電位のプロファイル（帯電プロファイル）は露光時のようなシャープなものではなく、擂り鉢状の形状をしていると考えられる。このような帯電プロファイルの静電潜像をトナーにて可視化する場合、現像条件や周囲環境のふらつきに起因して、画像欠陥のサイズが大きく変動する。そこで、予め画像濃度を高くなるようにすることで、画像欠陥のサイズが大きくなり、現像条件や周囲環境のふらつきによりサイズが変動しても、確実に欠陥を捉えることが可能となる。

その一方で、地かぶりの発生率が不当に大きくならない範囲（通常の印刷時と地かぶりの発生率がほとんど変わらない範囲）において検査を行なうことにより、地かぶりと画像欠陥とを適切に区別しつつ、市場で使用を継続していく過程で画像欠陥を発生させる球状突起を検出することができる。したがって、本発明の検査方法によれば、画像欠陥に対する画像品質上の許容レベルが厳しくなる状況下においても、電子写真感光体１の画像欠陥を簡便な方法でより正確に検出できるようにするとともに、検査工程での画像欠陥数と市場で継続使用後の画像欠陥数の差を実用上問題のないレベルまで低減できるため、使用上問題のないドラムまで不良と検出されてしまう可能性を低減し、歩留まりが悪化することを抑制することができる。

設定濃度の調整は、たとえば画像形成装置１における帯電器４１によって電子写真感光体２の表面に印加する表面電位を制御することによって行なうことができる。この場合、電子写真感光体２の表面電位の大きさは、装置構成により一概に決定することはできないが、好ましくは第１濃度域と第２濃度域との境界の±１０％程度の範囲、たとえば第１濃度域と第２濃度域との境界に対応する表面電位が２００Ｖ程度である場合には、画像欠陥の検査を行なうための表面電位は１８０Ｖ以上２２０Ｖ以下の範囲に設定すればよい。

設定濃度の調整方法としては、画像形成装置１に予め備えられた濃度調整方法を利用してもよい。

本発明の検査方法においては、画像濃度の湿度環境依存性をさらに考慮して、電子写真感光体２の検査を行なうようにしてもよい。より具体的には、湿度が変化しても画像濃度が略一定となる湿度の範囲にある湿度環境下にて画像形成を行ない、あるいは湿度が変化しても画像濃度が略一定である湿度の範囲にある湿度環境下に常時放置した現像器を用いて画像形成を行なって検査を実施するようにしてもよい。湿度が変化しても画像濃度を略一定とするためには、たとえば相対湿度が２０％以上６０％以下の範囲で画像形成を行なうのが好ましい。

ここで、環境湿度は、現像器４３でのトナーの帯電特性に影響を与える要素であり、トナーの帯電圧は、湿度以外の条件が同一であれば、一般に、低湿環境下では帯電量が高く、逆に高湿環境下では帯電量が低くなる傾向がある。その結果、ａ−Ｓｉ感光体を用いた高速複写機に多く用いられる一成分現像方式においては、低湿環境下では画像濃度が増加し、逆に高湿環境下では画像濃度が低下する現象が現われる。すなわち、高湿度環境下や低湿環境化では、湿度の影響により画像濃度が影響を受け、画像欠陥を安定した状況下で検査することができない。

その一方、トナーの帯電圧は、湿度以外の条件が同一であれば、高湿環境および低湿環境を除けば、湿度が変化しても画像濃度が略一定となる。そのため、湿度が変化しても画像濃度が略一定となる湿度の範囲にある湿度環境下にて画像形成を行なって画像欠陥の評価を実施すれば、湿度などの現像条件の違いに起因する画像欠陥の出現の不安定さを排除し、画像欠陥の評価をより正確に実施することが可能となる。

同様な理由から、湿度が変化しても画像濃度が略一定である湿度の範囲にある湿度環境下に常時放置した現像器４３を用いて画像形成を行い、画像欠陥の評価を実施することにより、現像器４３におけるトナーの帯電量を適切な範囲に保つことができるため、画像欠陥の評価をより正確に実施することが可能となる。

本実施例では、電子写真感光体を用いた画像形成において、表面電位が画質に与える影響について検討した。

（電子写真感光体の作製）
電子写真感光体は、円筒状基体の外周面に感光層を形成することにより作製した。

円筒状基体としては、アルミニウム合金からなる外径３０ｍｍ、長さ２５４ｍｍの引き抜き管の外周面を鏡面加工、洗浄したものを用いた。

感光層は、図３に示したプラズマＣＶＤ装置５に円筒状基体をセットして、表１に示す成膜条件により電荷注入阻止層、光導電層、および表面層を順次成膜することにより形成した。

表１において、「８．３→２．５」はガス流量を８．３ｓｃｃｍから２．５ｓｃｃｍまで連続的に変化させ、「１６７→２０８」はガス流量を１６７ｓｃｃｍから２０８ｓｃｃｍまで連続的に変化させたことを意味している。

（画質の評価）
画質の評価は、電子写真感光体を画像形成装置（「ＬＳ−３８３０」（画像露光６５０ｎｍレーザ）；京セラミタ製）に搭載し、白ベタ画像を出力させることにより地かぶりの発生率として評価した。

より具体的には、まず電子写真感光体における現像器に対応する位置における暗部電位の表面電位を１５０Ｖ〜２９０Ｖの範囲で変化する様に帯電器電圧を調整した。

次いで、それぞれの表面電位における白ベタ画像をＡ４用紙で出力し、その画像の地かぶりをマクベス濃度計にて評価した。なお、画像装置の画像濃度設定は初期設定値で固定した。

表面電位と地かぶりの発生率との関係については、３本の電子写真感光体について図４に同時に示した。図４には、地かぶりの発生率は表面電位２５０Ｖのときの値を１００％とした相対値で表した。

図４に示した結果より、表面電位が２１０Ｖ〜２９０Ｖの範囲では、地かぶりの発生率が略一定であり、表面電位が１９０Ｖを下回る場合には地かぶりの発生率が大きくなった。この結果から、地かぶりの発生率が略一定となる表面電位と、地かぶりの発生率が変化する表面電位との境界電位は、１９０Ｖ〜２１０Ｖ程度であることが分かった。

本実施例では、実施例１において確認された境界電位に相当する２１０Ｖに表面電位を設定したときに、電子写真感光体の検査を行なえるか否かを評価した。

この評価は、図３に示したプラズマＣＶＤ装置を用いて作製した３０本の電子写真感光体について、それぞれを画像形成装置（「ＬＳ−３８３０」；京セラミタ製）に搭載して白ベタ画像をＡ４用紙で出力し、約９４．２ｍｍの長さ（電子写真感光体の円周（１回転分）に相当する画像域）の範囲に認められる直径０．１ｍｍ以上の黒点の個数を数え、その個数を評価した。

画像欠陥の評価は、Ａ４の白ベタ画像全域の画像欠陥数及び直径に応じて、「良好」、「やや良好」、「実用上問題なし」、「実用上問題あり」の４段階で評価した。評価結果を表２に示した。

さらに、先の３０本の電子写真感光体を画像形成装置（「ＬＳ−３８３０」；京セラミタ製）に搭載し、印字率４％のテストチャートを用いて３０万枚の通紙耐久を行った。

この通紙耐久後、初期評価と同じく、表面電位２１０Ｖに制御した画像装置において白ベタ画像を出力し、同様に画像欠陥（黒点の個数）を評価した。耐久後の評価結果は、表２に示した。

一方、比較例として、表面電位を２５０Ｖに設定した場合について、耐久前および耐久後における白ベタ画像での画像欠陥を黒点の個数に基づいて評価した。その結果についても、表２に同時に示した

表２に示した実施例の結果において、耐久後の評価で実用上問題ありと評価された４本の電子写真感光体は、初期評価で実用上問題ありと評価された電子感光体と同一であった。

したがって、実施例では、電子写真感光体の検査工程においては、初期評価で実用上問題ありと評価された４本の感光体のみを出荷品から除外しておけば充分であることが判明した。

一方、表２に示した比較例の結果において、耐久後の評価で実用上問題ありと評価された４本の電子写真感光体の内の２本は、耐久前の評価で実用上問題なしに含まれていたものであった。すなわち、３０本の電子写真感光体のうちの２本の電子写真感光体については、耐久前には実用上問題ないものであったが、耐久後において問題が生じる結果となった。

したがって、比較例では、検査工程における画像品質上の許容レベルをやや良好以上に設定しなければならないことが分かり、初期評価で実用上問題ありおよび実用上問題なしと評価された６本の感光体を出荷品から除外しておく必要があることが判明した。

以上の結果より、地かぶりの発生率が略一定となる表面電位と、地かぶりの発生率が変化する表面電位との境界電位に設定すれば、継続的使用により生じる得る画像欠陥を含め、画像欠陥を適切に把握できるとともに、検査工程での不良品数を最小にする効果があることが判った。すなわち、地かぶりの発生率が略一定となる設定濃度範囲と、地かぶりの発生率が変化する設定濃度範囲との境界付近に設定濃度を規定して検査を行なえば、継続的使用により生じる得る画像欠陥を適切に把握しつつ、検査工程での不良品数を最小にする効果があることが判った。

本実施例では、電子写真感光体を用いた画像形成時における湿度が画像濃度に与える影響について、黒ベタ画像に基づいて検討した。

電子写真感光体は、実施例１と同様にして３０本作製し、そのうちの３本について湿度の影響を検討した。

画像濃度については、電子写真感光体を画像形成装置（「ＬＳ−３８３０」；京セラミタ製）に搭載し、環境試験室（オリオン製）において所定の相対湿度の環境化で黒ベタ画像を出力させることによる評価した。

より具体的には、まず、電子写真感光体の現像器に対応する位置における暗部電位および明部電位が所定の値となるように主帯電器電流および像露光強度を調整した。

次いで、黒ベタ画像の濃度がマクベス濃度計において１．３５となるように現像バイアスを調整した画像形成装置を、温度を２５℃一定とするとともに、相対湿度を５〜９０％の範囲で変化させた環境試験室内で黒ベタ画像を出力し、その濃度をマクベス濃度計において評価した。

画像形成時における相対湿度と画像濃度との関係については、３本の電子写真感光体について図５に同時に示した。図５には、相対湿度が５０％のときの値を１００％とした相対値で表した。

図５に示した結果より、相対湿度が２０〜６０％の範囲では、画像濃度が略一定であり、相対湿度が２０％を下回る場合には画像濃度が大きく、相対湿度が６０％を超える場合には画像濃度が小さくなった。この結果から、相対湿度を変化させても画像濃度が略一定となる範囲は、概ね２０％以上６０％以下であることが分かった。

本実施例では、電子写真感光体を用いた画像形成における相対湿度が画像欠陥に与える影響について検討した。

画像の形成は、電子写真感光体を画像形成装置（「ＬＳ−３８３０」；京セラミタ製）に搭載し、環境試験室（オリオン製）において、温度を２５℃一定、相対湿度を５〜９０％の範囲で変化させた環境化で白ベタ画像を出力させることにより行なった。

画像欠陥は、白ベタ画像において、約９４．２ｍｍの長さ（電子写真感光体の円周（１回転分）に相当する画像域）の範囲に認められる直径０．１ｍｍ以上の黒点の個数を数え、その個数に応じて、「良好」、「やや良好」、「実用上問題なし」、「実用上問題あり」の４段階で評価した。画像欠陥の評価結果については、表３に示した。

表３に示した結果より、環境試験室の湿度が２０％以上６０％以下の環境下では、実用上問題のある電子写真感光体の本数が一定であり安定したものとなった。これに対して、環境試験室の湿度が２０％よりも低くなる領域の環境下、あるいは６０％よりも高くなる領域の環境下では、実用上問題のある電子写真感光体の本数が安定数である４本とは異なったものとなった。したがって、電子写真感光体の検査工程は、不良品を安定して判断する観点からは、相対湿度を２０％以上６０％以下として行なうのが好ましい。

本実施例では、現像器が検査前に放置される環境の湿度が、画像欠陥に与える影響について評価した。

電子写真感光体は、実施例１と同様にしてプラズマＣＶＤ装置を用いて、円筒状基体に感光層を形成することにより作製した。現像器は、画像形成を行う前に、湿度の変化に関係なく画像濃度が一定となる範囲にある相対湿度が４０％の環境下、あるいは先の範囲よりも湿度が高い相対湿度が７０％に維持された環境下に放置しておいた。

画像欠陥は、電子写真感光体と予め所定の湿度環境下に放置した現像器とを画像形成装置（「ＬＳ−３８３０」；京セラミタ製）に搭載し、温度が２５℃、相対湿度４０％の環境下で白ベタ画像を出力させたときの黒点の数として評価した。電子写真感光体の評価結果については表４に示した。

表４に示した結果より、相対湿度が７０％の環境下に放置した現像器を用いて電子写真感光体の検査を行なった場合には、相対湿度が４０％に維持された環境下に放置した現像器を用いて検査を行なう場合に比べて、実用上問題のある電子写真感光体の本数が減った。

したがって、電子写真感光体の検査工程は、画像評価を行う現像器を放置する環境湿度は、不良品を安定して判断する観点からは、湿度の変化に関係なく画像濃度が一定となる湿度範囲、たとえば相対湿度が２０％以上６０％以下に放置された現像器を用いて行なうのが好ましいことが判った。

本発明において検査対象となる電子写真感光体を搭載した画像形成装置の一例を示す模式的構成図である。 本発明において検査対象となる電子写真感光体の断面図およびその要部を拡大して示した断面図である。 図２に示した電子写真感光体の感光層を形成するためのプラズマＣＶＤ装置の一例を示す断面図である。 地かぶりの表面電位に対する依存性の評価結果を示すグラフである。 画像濃度の環境湿度依存性の評価結果を示すグラフである。

符号の説明

１ 画像形成装置
２ 電子写真感光体
２０ 円筒状基体
２８ 光導電層
４１ 帯電器（帯電装置）
４３ 現像器（現像装置）

Claims (5)

1. 基体上に光導電層を形成した電子写真感光体を、画像形成装置に搭載して印刷を行なって前記電子写真感光体を検査する方法であって、
   前記画像形成装置における設定濃度を変化させて画像形成を行なうことにより、設定濃度に対する地かぶり発生率の濃度依存性を予め調べておき、
   設定濃度と地かぶりの発生率との関係において、設定濃度を変化させても地かぶりの発生率が略一定で推移する第１濃度域と、設定濃度が大きくなるにつれて地かぶり発生率が高くなる第２濃度域と、の境界またはその近傍濃度域に対応する表面電位での画像形成において画像欠陥を評価することを特徴とする、電子写真感光体の検査方法。
2. 前記設定濃度の調整は、前記画像形成装置における帯電装置によって前記電子写真感光体の表面に印加する表面電位を制御することによって行なう、請求項１に記載の電子写真感光体の検査方法。
3. 湿度環境を変化させて画像形成を行なうことにより、画像濃度の湿度依存性を予め調べておき、
   湿度と画像濃度の関係において、湿度を変化させても画像濃度が略一定で推移する湿度の範囲で画像欠陥を評価する、請求項１または２に記載の電子写真感光体の検査方法。
4. 前記湿度は、相対湿度で２０％以上６０％以下である、請求項３に記載の電子写真感光体の検査方法。
5. 前記画像形成装置における現像装置として、湿度を変化させても画像濃度が略一定で推移する湿度の範囲の環境下に放置されたものを使用する、請求項３または４に記載の電子写真感光体の検査方法。

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