JP5459093B2 - 感光体劣化加速試験装置及び感光体劣化加速試験方法 - Google Patents
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Description
前記放電生成物供給手段は、スコロトロン帯電手段によって構成され、当該スコロトロン帯電手段からは前記放電生成物のみが実質的に前記電子写真用感光体に供給されるように、前記スコロトロン帯電手段のワイヤ電極及びグリッド電極への印加電圧が設定されていることを特徴とする。
前記グリッド電極への印加電圧が0.2kV以上であることを特徴とする。
前記帯電手段は、劣化加速試験時および特性評価時に、前記電子写真用感光体の表面を帯電する手段である。前記帯電手段は、前記電子写真用感光体を帯電することができるものであれば、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができる。前記帯電手段としては、例えば、コロトロン帯電方式、スコロトロン帯電方式等のコロナ帯電方式を利用した非接触帯電手段、ローラ帯電方式、ブラシ帯電方式等を利用した接触帯電手段などが挙げられる。これらの中でも、非接触帯電手段が、前記電子写真用感光体を傷つける恐れがなく、非破壊で劣化加速試験を行えるため好ましい。また、劣化加速試験用と特性評価用の帯電手段には、1つの帯電手段を兼用しても構わないし、上記実施形態のように、それぞれ別の帯電手段を利用しても構わない。
前記露光手段は、劣化加速試験時および特性評価時に、前記電子写真用感光体を露光する手段である。前記露光手段は、前記電子写真用感光体を露光することができるものであれば、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができる。前記露光手段の光源としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、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)などの発光物全般などが挙げられる。また、前記露光手段は、所望の波長域の光のみを前記電子写真用感光体ドラムに照射するために、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等の各種フィルターを用いることもでき、照度を下げるために、ニュートラルデンシティフィルターを用いることもできる。また、劣化加速試験用と特性評価用の露光手段には、1つの露光手段を兼用しても構わないし、上記実施形態のように、それぞれ別の露光手段を利用しても構わない。
前記エアー供給手段は、劣化加速試験時に前記帯電手段を放電させた際に生成されるオゾンやNOx等の放電生成物が前記電子写真用感光体の表面に到達する前に、前記放電生成物を供給エアーにより吹き飛ばす手段である。前記エアー供給手段としては、前記帯電手段と前記電子写真用感光体の間にエアーを供給することができるものであれば、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができる。例えば、エアーナイフが挙げられる。
前記放電生成物供給手段は、劣化加速試験時に前記電子写真用感光体表面に帯電手段によって発生される放電生成物と同様な放電生成物を供給する手段である。前記放電生成物供給手段としては、前記帯電手段で生成される放電生成物とは別に、前記電子写真用感光体に任意の濃度の放電生成物を供給することができるものであれば、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができる。放電生成物の生成方法としては、例えば、コロナ放電方式、無声放電方式、光化学反応方式が挙げられる。
前記放電生成物濃度検出手段は、劣化加速試験時に前記放電生成物供給手段から生成される放電生成物の濃度を検出する手段である。前記放電生成物濃度検出手段としては、放電生成物の濃度を検出できるものであれば、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができる。例えば、オゾン濃度計、NOx濃度計が挙げられる。
前記表面電位検出手段は、前記電子写真用感光体の劣化加速試験時の帯電電位、特性評価時の帯電電位、露光後電位を検出する手段である。前記表面電位検出手段としては、前記電子写真用感光体の表面電位を検出することができるものであれば、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができる。また、前記表面電位検出手段には、接触型と非接触型があるが、接触型のものであると電子写真用感光体を傷つける恐れがあるため、非接触型のものが好ましい。前記電子写真用感光体の表面電位をモニタする方法としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、前記電子写真用感光体を、前記帯電手段により帯電した後、前記電子写真用感光体の帯電電位を前記表面電位計プローブで測定し、前記表面電位計に信号を送ることにより前記電子写真用感光体の劣化加速試験時の帯電電位をモニタする方法などが挙げられる。また、劣化加速試験用と特性評価用の表面電位検出手段には、1つの表面電位検出手段を兼用しても構わないし、それぞれ別の表面電位検出手段を利用しても構わない。
前記除電手段は、前記電子写真用感光体の表面電位を除電する手段である。前記除電手段としては、前記電子写真用感光体を除電することができれば、特に制限はなく、公知の除電手段の中から適宜選択することができ、例えば、除電ランプなどが挙げられる。
前記その他の構成としては、例えば、前記帯電手段に電圧を供給するワイヤ電極、前記ワイヤ電極に電圧を印加する高圧電源、前記高圧電源の電源スイッチなどが挙げられる。(高圧電源、電源、及び電源スイッチ)
前記高圧電源、電源、及び電源スイッチとしては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができる。前記高圧電源、電源、及び電源スイッチの制御手段としては、特に制限はなく、従来公知のものをそのまま用いることができる。
(電子写真用感光体)
前記電子写真用感光体としては、その材質、形状、大きさ、構造などについては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができる。前記形状としては、例えば、ドラム状、シート状、エンドレスベルト状などが挙げられる。前記材質としては、例えば、アモルファスシリコン、セレン、CdS、ZnO等の無機感光体;ポリシラン、フタロポリメチン等の有機感光体(OPC)、などが挙げられる。前記大きさとしては、前記電子写真用感光体劣化加速試験装置の大きさ、仕様などに応じて適宜選択することができる。 前記有機感光体(OPC)は、(1)光吸収波長域の広さ、光吸収量の大きさ等の光学特性、(2)高感度、安定な帯電特性等の電気的特性、(3)材料の選択範囲の広さ、(4)製造の容易さ、(5)低コスト、(6)無毒性、などの理由から一般に広く応用されている。このような有機感光体の層構成としては、単層構造と、積層構造とに大別される。前記単層構造の感光体は、支持体と、該支持体上に単層型感光層を設けてなり、更に必要に応じて、保護層、中間層、その他の層を有してなる。前記積層構造の感光体は、支持体と、該支持体上に電荷発生層、及び電荷輸送層を少なくともこの順に有する積層型感光層を設けてなり、更に必要に応じて、保護層、中間層の他の層を有してなる。
以下に示す比較例及び実施例では、図1及び図2で示す電子写真用感光体の劣化加速試験機能及び特性評価機能を有する劣化加速試験装置を用いて電子写真用感光体1の劣化加速試験および特性評価を行った。前記電子写真用感光体の劣化加速試験機能及び特性評価機能を有する劣化加速試験装置において、劣化加速試験用の第1の帯電手段13としては内製したコロトロン帯電器を、劣化加速試験用の第1の帯電手段13のワイヤ電極13aに印加する高圧電源7はTREK社製を、劣化加速試験用の第1の露光手段14としては林時計工業社製LED(波長:660nm)の加工品を、劣化加速試験用の露光手段14の電源として林時計工業社製LED電源11を使用した。また、エアー供給手段24としてはスプレーイングシステムジャパン社製のエアーナイフを、放電生成物供給手段25としては内製したスコロトロン帯電器を、スコロトロン帯電器のワイヤ電極25aに印加する高圧電源は27はTREK社製を、グリッド電極25bに印加する電源28には松定プレシジョン社製を使用した。
高圧電源7から劣化加速試験用の第1の帯電手段13への印加電圧(Vcc)とオゾン濃度の関係を図3に示す。オゾン濃度は劣化加速試験用の第1の帯電手段13の下流側側面でチューブ32を通じて放電生成物濃度検出手段30によって測定した。図3において、▲プロットが、エアー供給手段24をOFFした場合、■プロットが、でエアー供給手段24をONした場合(風速17.8m/s)を示している。図3の結果から、エアー供給手段24をOFFした場合では、印加電圧の増大に伴い、オゾン濃度も増大していることがわかる。これに対し、エアー供給手段をONした場合は、印加電圧を変化させても、オゾン濃度は0ppm付近である。従って、エアー供給手段24をON作動させることによって、第1の帯電手段13の帯電動作に伴って発生する放電生成物の影響を除去することが可能となる。
電源28から放電生成物供給手段25のグリッド電極25bへの印加電圧(Vsg)と電子写真用感光体の通過電流の関係を図4に示す。放電生成物供給手段25のワイヤ電極25aへの印加電圧(Vsc)が−5kVの場合を◆プロット、−6kVの場合を■プロット、−7kVの場合を▲プロットで表している。図4の結果から、ワイヤ電極25aへの印加電圧に関わらず、グリッド電極25bへの印加電圧が上昇するに従い、電子写真用感光体1への通過電流は減少し、0.2kV以上では、通過電流は0μAとなることがわかる。また、グリッド印加電圧0.2kVで、エアー供給手段24をONし、放電生成物供給手段25の下流側側面でチューブ31を通じて放電生成物濃度検出手段30によってオゾン濃度を計測した結果が図5である。図5の結果から、放電生成物の1つであるオゾンが電子写真用感光体1へと供給され、放電生成物供給手段25のワイヤ電極25aへの印加電圧の増加と共に、放電生成物供給手段25からのオゾン濃度が比例的に増加していることが確認できる。従って、これらの結果から、グリッド電極への印加電圧を0.2kV以上とすることで、放電生成物供給手段から電子写真用感光体へは、放電電流は供給されず、放電生成物のみが供給されることがわかる。また、放電生成物供給手段25のワイヤ電極25aへの印加電圧を設定することによって、所望の濃度のオゾンを電子写真用感光体1に供給することが可能となる。
エアー供給手段24の風速と劣化加速試験用の第1の帯電手段13下流側側面のオゾン濃度の関係を図6に示す。図6において、劣化加速試験用の第1の帯電手段13への印加電圧(Vcc)が−5kVの場合を◆プロット、−6kVの場合を■プロット、−7kVの場合を▲プロットで表している。図6の結果から、印加電圧(Vcc)に関わらず、風速の上昇に伴い、オゾン濃度が減少し、風速9.3m/s以上でオゾン濃度はほぼ0ppmとなり、第1の帯電手段13による放電生成物の影響を除去できることが明らかである。
放電生成物供給手段25をOFF、劣化加速試験用の第1の帯電手段13と劣化加速試験用の第1の露光手段14とエアー供給手段24をONして、劣化加速試験用の第1の帯電手段13から発生する放電生成物を吹き飛ばしながら、電子写真用感光体1の劣化加速試験を行った。劣化加速試験時の回転速度は、1000rpm、供給エアーの風速は17.8m/s、劣化加速試験時間は4時間に設定した。また、劣化加速試験時の第1の帯電手段13の帯電電位が−800V、通過電流が−108μAとなるよう、劣化加速試験用の帯電手段13への印加電圧と劣化加速試験用の露光手段14の光量を制御した。
劣化加速試験用の第1の帯電手段13と劣化加速試験用の第1の露光手段14とエアー供給手段24と放電生成物供給手段25をONして、劣化加速試験用の第1の帯電手段13から発生する放電生成物を吹き飛ばしながら、電子写真用感光体1の劣化加速試験を行った。放電生成物供給手段25のグリッド電極25bへの印加電圧(Vsg)を0.2kV、放電生成物供給手段から発生するオゾンの濃度が1ppmとなるよう放電生成物供給手段25のワイヤ電極25aへの印加電圧(Vsc)を−4.5kVに設定した。劣化加速試験時の回転速度、帯電電位、通過電流、劣化加速試験時間、特性評価タイミング、供給エアーの風速は比較例1と同様である。また、比較例1と同様の方法で、劣化加速試験用の第1の帯電手段13への印加電圧と劣化加速試験用の第1の露光手段14の光量を制御した。
(Ct−C0)/C0の算出結果を図9の▲プロットで示す。図9の結果から、 実施例1では、放電生成物供給手段25から放電生成物を供給しない比較例1に比べて、(Ct−C0)/C0の値が僅かに増大しており、電子写真用感光体1の静電容量の劣化の進行が早いことがわかる。
劣化加速試験用の第1の帯電手段13と劣化加速試験用の第1の露光手段14とエアー供給手段24と放電生成物供給手段25をONして、劣化加速試験用の第1の帯電手段13から発生する放電生成物を吹き飛ばしながら、電子写真用感光体1の劣化加速試験を行った。Vsgを0.2kV、放電生成物供給手段から発生するオゾンの濃度が4ppmとなるようVscを−6kVに設定した。劣化加速試験時の回転速度、帯電電位、通過電流、劣化加速試験時間、特性評価タイミング、供給エアーの風速は比較例1と同様である。また、比較例1と同様の方法で、劣化加速試験用の第1の帯電手段13への印加電圧と劣化加速試験用の第1の露光手段14の光量を制御した。電子写真用感光体1の静電容量に関する特性評価の結果を図8の●プロットで、また、(Ct−C0)/C0の算出結果を図9の●プロットで示している。図9の結果から、実施例2では、放電生成物供給手段25から供給する放電生成物濃度の低い実施例1に比べて、(Ct−C0)/C0の値がさらに増大しており、より静電容量の劣化の進行が早いことがわかる。
劣化加速試験用の第1の帯電手段13と劣化加速試験用の第1の露光手段14とエアー供給手段24と放電生成物供給手段25をONして、劣化加速試験用の第1の帯電手段13から発生する放電生成物を吹き飛ばしながら、電子写真用感光体1の劣化加速試験を行った。Vsgを0.2kV、放電生成物供給手段から発生するオゾンの濃度が7ppmとなるようVscを−7kVに設定した。劣化加速試験時の回転速度、帯電電位、通過電流、劣化加速試験時間、特性評価タイミング、供給エアーの風速は比較例1と同様である。また、比較例1と同様の方法で、劣化加速試験用の第1の帯電手段13への印加電圧と劣化加速試験用の第1の露光手段14の光量を制御した。
(Ct−C0)/C0の算出結果を図9の■プロットで示す。図9の結果から、 実施例3では、実施例2に比べて(Ct−C0)/C0の値がさらに増大しており、より静電容量の劣化の進行が早いことがわかる。比較例1、実施例1〜3の結果から、放電生成物供給手段25からのオゾン濃度を上昇させることで、静電容量の劣化を加速させることができることがわかった。
2 特性評価用の第2の露光手段
3 表面電位計プローブ
4 表面電位計
5 信号処理回路
6 特性評価用の第2の帯電手段
6aワイヤ電極
7 高圧電源
8 除電手段
9 信号処理回路
10 AD変換器
11 LED電源
12 高圧電源
13 劣化加速試験用の第1の帯電手段
13aワイヤ電極
14 劣化加速試験用の第1の露光手段
15 電源スイッチ
16 モータ
17 コントローラ
18 主軸
19 ベルト
20 ドラムチャック治具
21 手前側(電子写真用感光体ドラム1の一端側)の面板
22 奥側(電子写真用感光体ドラム1の他端側)の面板
23 デジタル(リレー)出力
24 エアー供給手段
25 放電生成物供給手段
25aワイヤ電極
25bグリッド電極
26 電源スイッチ
27 高圧電源
28 電源
29 電源スイッチ
30 放電生成物濃度検出手段
31 チューブ
32 チューブ
33 電源スイッチ
Claims (7)
- 電子写真感光体を回転させ、帯電手段による当該電子写真感光体の静電気帯電工程と、露光手段による当該電子写真感光体の光放電工程とを含むサイクルを、繰り返し実行して、当該電子写真感光体の劣化を加速させる感光体劣化加速試験装置において、
前記帯電手段の静電気帯電工程時に発生する放電生成物が前記電子写真感光体へと到達する前にエアーを吹き付けて除去するエアー供給手段と、所定濃度の放電生成物を前記電子写真感光体に供給する放電生成物供給手段とを有し、前記サイクル中において、前記エアー供給手段によるエアーの吹き付けと、前記放電生成物供給手段による前記電子写真感光体への所定濃度の放電生成物の供給を実行しながら、当該電子写真感光体の劣化を加速させることを特徴とする感光体劣化加速試験装置。 - 請求項1記載の感光体劣化加速試験装置において、
前記放電生成物供給手段は、スコロトロン帯電手段によって構成され、当該スコロトロン帯電手段からは前記放電生成物のみが実質的に前記電子写真用感光体に供給されるように、前記スコロトロン帯電手段のワイヤ電極及びグリッド電極への印加電圧が設定されていることを特徴とする感光体劣化加速試験装置。 - 請求項2記載の感光体劣化加速試験装置において、
前記グリッド電極への印加電圧が0.2kV以上であることを特徴とする感光体劣化加速試験装置。 - 請求項1乃至3のいずれか1項記載の感光体劣化加速試験装置において、
前記放電生成物供給手段から供給される放電生成物の1つであるオゾンの濃度が1ppm以上であることを特徴とする感光体劣化加速試験装置。 - 請求項1乃至4のいずれか1項記載の感光体劣化加速試験装置において、
前記エアー供給手段から供給されるエアーの風速が9.3m/s以上であることを特徴とする感光体劣化加速試験装置。 - 請求項1乃至5のいずれか1項記載の感光体劣化加速試験装置において、
前記電子写真感光体を静電気帯電させる第2の帯電手段と、当該電子写真感光体表面を露光して光放電させる第2の露光手段と、当該第電子写真感光体を除電する除電手段を備え、前記第2の帯電手段、第2の露光手段及び除電手段によって、前記電子写真感光体の特性を、前記劣化加速試験の所定サイクル毎に測定することを特徴とする感光体劣化加速試験装置。 - 請求項1乃至6のいずれか1項記載の感光体劣化加速試験装置を使用して電子写真感光体の劣化を加速させることを特徴とする感光体劣化加速試験方法。
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