JP6020966B2 - 潜像担持体の特性評価装置及び特性評価方法 - Google Patents

Description

本発明は、プリンタ、複写機、ファクリミリ等の画像形成装置に用いられる潜像担持体の特性評価装置及び特性評価方法に関するものである。

従来、この種の潜像担持体として電子写真用感光体（以下、単に「感光体」ともいう。）が知られている。この感光体は、複写機、プリンタなどの電子写真プロセスを応用した画像形成装置において、最も重要な構成要素の一つであり、画像形成装置の性能を引き出すために、様々な特性を満足する必要がある。そのため、感光体は出荷前に様々な特性の検査が行われている。また、新規の感光体を開発する場合には、開発過程において試作した感光体の様々な特性についての評価が行われている。そのため、感光体の特性評価装置についても種々提案されている。

感光体は、帯電器で一様帯電させたときに表面が均一の電位で帯電し、さらに、帯電後の表面を一定の強さの光で露光したときに、露光後の電位が均一になる特性を有することが望ましい。感光体の特性評価装置では、一般的に、感光体表面を帯電器で均一に一様帯電させた後に露光し、露光後の表面電位を検出することにより、感光体の感光特性を評価して感光体の良否を判定している。例えば、感光層の厚みが均一に形成されていない塗膜ムラがある感光体では、露光後電位が均一にならず偏差が大きいので、この偏差に閾値を設けて感光体の良否を判定する。

上記感光体の特性評価装置として、例えば、特許文献１には、評価対象のドラム状の感光体（以下、「感光体ドラム」という。）をチャック治具で回転可能に保持し、感光体ドラムの表面の電位を測定する感光特性測定装置が開示されている。この感光特性測定装置は、保持された感光体ドラム表面を軸心方向のほぼ全域にわたって帯電させる帯電装置を備えている。また、この感光特性測定装置は、帯電装置による帯電位置に対して感光体ドラムの回転方向下流側の位置で感光体ドラムの表面を軸心方向のほぼ全域にわたって露光する光源を有する露光ユニットを備えている。また、この感光特性測定装置は、感光体ドラムを所定方向に回転させる感光体ドラム回転手段と、感光体ドラムの軸心方向に移動可能に配置され前記光源による露光位置よりも感光体ドラムの回転方向下流側にて感光体ドラムの表面電位を測定する電位センサとを備えている。さらに、この感光特性測定装置は、電位センサを感光体ドラムの軸方向に沿って移動させるセンサ移動手段と、電位センサによる測定位置よりも感光体ドラムの回転方向下流側の位置にて感光体ドラムの表面を軸方向のほぼ全域にわたって除電する除電装置とを備えている。

また、特許文献２には、露光ユニットの光源の光量のばらつきを抑制する露光方法が開示されている。この特許文献２の露光方法では、半導体レーザ（以下、「ＬＤ」という。）と、ＬＤのレーザ出力を制御するＬＤドライバと、ＬＤの出力光を受光する光量検出器（以下、「ＰＤ」という。）とを用いて感光体ドラム表面を露光する。ＰＤは、受光面に入射した光量に比例した電流を出力する素子であり、ＬＤに内蔵、又はＬＤの外部に設けられるものである。そして、ＰＤから出力される光モニタ電流が変化しないようにＬＤドライバを制御する自動出力制御（以下、「ＡＰＣ」という。）モードを利用して、温度変化などによる光源の光量のばらつきを抑制している。

上記特許文献１の感光特性測定装置では、感光体ドラム表面を露光する露光ユニットの光源の光量がばらつくと露光光量が変化して露光ムラが生じ、感光体ドラム表面の露光後電位に影響が生じる。すると、露光後電位の測定結果に基づいて感光体ドラムの良否を判定する際の良否判定精度が低下してしまう問題がある。

また、上記特許文献２の露光方法におけるＡＰＣモードによる光源の光量の制御にも限界があり、露光ユニットの光源の光量のばらつきを無くしてゼロにすることは困難である。このため、上記特許文献２の露光方法では、露光ユニットの光源の光量のばらつきによる露光ムラが生じ、露光後電位に影響を与えてしまい、感光体の特性を精度良く評価できないおそれがある。

本発明は以上の問題点に鑑みなされたものであり、その目的は、潜像担持体の表面を露光する光量がばらついた場合であっても、潜像担持体の特性を精度良く評価することができる潜像担持体の特性評価装置及び特性評価方法を提供することである。

上記目的を達成するために、請求項１の発明は、所定電位に帯電された後に露光されることにより潜像が形成される潜像担持体の特性評価装置であって、前記潜像担持体の表面を所定電位に帯電させる帯電手段と、前記帯電手段によって帯電された前記潜像担持体の表面を露光する露光手段と、前記露光手段の光量を検出する光量検出手段と、前記露光手段による露光後の前記潜像担持体の表面の露光後電位を検出する表面電位検出手段と、前記潜像担持体の表面を所定電位に帯電した後に露光する光量と該光量で露光された該潜像担持体の露光後電位との関係から導かれる関係式を特定し、前記特定した関係式と、前記潜像担持体の表面の複数箇所について前記光量検出手段で検出された光量及び前記表面電位検出手段で検出された露光後電位の検出結果とに基づいて、前記潜像担持体の表面の複数箇所それぞれが所定の光量で均一露光された場合の露光後電位を推定する推定手段と、前記露光後電位の推定結果に基づいて、前記潜像担持体の表面の複数箇所における露光後電位の最大値と最小値との差の絶対値を算出する算出手段と、を備えたことを特徴とするものである。

本発明によれば、潜像担持体の表面を所定電位に帯電した後に露光する光量と、その光量で露光された潜像担持体の露光後電位との関係から導かれる関係式を特定することにより、潜像担持体の表面を露光する光量がばらついたときの露光後電位の変化を把握することができる。このように特定した関係式と、潜像担持体の表面の複数箇所について光量検出手段で検出された光量及び表面電位検出手段で検出された露光後電位の検出結果とに基づいて、潜像担持体の表面の複数箇所それぞれが所定の光量で均一露光された場合の露光後電位を推定する。この推定結果により、潜像担持体の表面の複数箇所で露光ムラが生じている場合でも、その潜像担持体の表面の複数箇所における露光ムラが取り除かれた露光後電位がわかる。さらに、推定された露光後電位の最大値と最小値との差の絶対値から潜像担持体の特性を評価することができる。よって、潜像担持体の表面を露光する光量がばらついた場合であっても、潜像担持体の特性を精度良く評価することができる。

本発明の一実施形態に係る特性評価装置の一例を示す正面からみた概略構成図。 同特性評価装置を側面からみた概略構成図。 感光体ドラムの１周内の光モニタ電流（Ｉｍ）平均値と露光後電位（ＶＬ）平均値との関係の一例を示すグラフ。 感光体ドラムのドラム端部から５０［ｍｍ］だけ離れた位置における１周内のＩｍ及びＶＬの測定値の分布と、均一露光時のＶＬの推定値の分布との関係の一例を示すグラフ。 光モニタ電流の変動ΔＩｍに対する露光後電位の変動ΔＶＬの関係の一例を示すグラフ及びグラフより算出した近似関数の関係式。 感光体ドラムのドラム端部から１１０［ｍｍ］だけ離れた位置における１周内のＩｍ及びＶＬの測定値の分布と、均一露光時のＶＬの推定値の分布との関係の一例を示すグラフ。 感光体ドラムのドラム端部から１７０［ｍｍ］だけ離れた位置における１周内のＩｍ及びＶＬの測定値の分布と、均一露光時のＶＬの推定値の分布との関係の一例を示すグラフ。 感光体ドラムのドラム端部から２３０［ｍｍ］だけ離れた位置における１周内のＩｍ及びＶＬの測定値の分布と、均一露光時のＶＬの推定値の分布との関係の一例を示すグラフ。 感光体ドラムのドラム端部から２９０［ｍｍ］だけ離れた位置における１周内のＩｍ及びＶＬの測定値の分布と、均一露光時のＶＬの推定値の分布との関係の一例を示すグラフ。

以下、本発明を潜像担持体としての電子写真用感光体の特性を評価する特性評価装置及び方法に適用した実施形態について説明する。なお、以下に示す実施形態は本発明の一例であり、本発明は本実施形態の装置及び方法に限定されるものではない。

図１は、本発明の一実施形態に係る特性評価装置の一例を正面からみた概略構成図であり、図２は、同特性評価装置を側面からみた概略構成図である。
図１において、本実施形態の特性評価装置は、評価対象である潜像担持体としてのドラム状の電子写真用感光体（以下、「感光体ドラム」という。）１を帯電する帯電手段としてのスコロトロン帯電器６を有する。また、本実施形態の特性評価装置は、スコロトロン帯電器６のワイヤ電極へ電圧を供給する高圧電源７と、スコロトロン帯電器６のグリッド電極へ電圧を供給する電源１２とを有する。また、本実施形態の特性評価装置は、高圧電源７及び電源１２からの電圧供給のＯＮ／ＯＦＦを切り替える電源スイッチ１５を有する。また、本実施形態の特性評価装置は、感光体ドラム１の帯電電位を測定する表面電位検出手段の第１の検出部としての表面電位計プローブ１３と、感光体ドラム１を露光する露光手段としての露光装置２とを有する。また、本実施形態の特性評価装置は、感光体ドラム１の露光後電位を測定する表面電位検出手段の第２の検出部としての表面電位計プローブ３と、感光体ドラム１を除電する除電装置の除電用光源８とを有する。また、本実施形態の特性評価装置は、感光体ドラム１の通過電流を検知するための信号処理回路５と、表面電位計プローブ１３，３の信号を処理する信号処理回路９とを有する。更に、本実施形態の特性評価装置は、上記信号処理回路５，９が接続されるＡ／Ｄ変換器１０、制御手段としてのコントローラ１７、デジタルリレー駆動制御部２３等を有している。

また、図２に示すように、本実施形態の特性評価装置は、表面が無端移動方向である周方向に移動するように感光体ドラム１を回転駆動する駆動手段を有している。この駆動手段は、モータ１６、主軸１８、ベルト１９、一対のドラムチャック治具２０、一対の面板２１，２２及び回転角度等を検出するロータリーエンコーダ１１等により構成されている。

また、本実施形態の特性評価装置で評価することができる評価対象の感光体ドラム１の材質、形状、大きさ、構造などについては、特に制限はなく、本実施形態の特性評価装置は、目的に応じて適宜選択された感光体ドラム１を評価することができる。評価対象の感光体ドラム１の材質としては、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。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。単層構造の感光体は、支持体と、この支持体上に単層型感光層を設けて構成されており、更に必要に応じて、保護層、中間層、その他の層を有している。一方、積層構造の感光体は、支持体と、この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構成されており、更に必要に応じて、保護層、中間層、その他の層を有している。

また、評価対象の感光体ドラム１の大きさは、本実施形態の特性評価装置の大きさ、仕様などに応じて適宜選択することができる。また、感光体ドラム１の形状については、ドラム状であれば、特に制限はなく、本実施形態の特性評価装置は、目的に応じて適宜選択されたドラム形状の感光体ドラム１を評価することができる。

スコロトロン帯電器６は、スコロトロン帯電方式のコロナ帯電方式を利用した非接触帯電器であり、感光体ドラム１を帯電する。コロナ帯電方式の非接触帯電器として、コロトロン帯電方式を用いることもできるが、スコロトロン帯電方式の帯電器の方が帯電電位の制御性が高いため好ましい。

露光装置２は、感光体ドラム１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。

露光装置２の光源も特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができる。例えば、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、露光装置２は、所望の波長域の光のみを感光体ドラム１に照射するために、各種フィルターを用いることもできる。例えば、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ができる。また、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、露光装置２には、露光の光量を検出する光量検出手段としての光量検出器２４が設けられている。この光量検出器２４は、露光の光量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。

光量検出器２４は、必ずしも露光装置２による感光体ドラム１の表面上で光量そのものを検出しなくてもよい。例えば、露光装置２から感光体ドラム１へと向かう出力光の一部をビームスプリッタなどで分岐させて検出しても良い。また、露光装置２の光源としてＬＤを用いた場合には、ＬＤのフロント端面から感光体ドラム１に向かって光が出力される一方で、フロント端面と反対側の端面（リア端面）からも光が出力されているので、リア端面からの出力光の光量を検出しても良い。

光量検出器２４としては、例えば、ＬＤパッケージ内に内蔵されたフォトダイオード、あるいは露光装置２の外部に設けられたフォトダイオードなどのフォトディテクタ（ＰＤ）全般が挙げられる。

表面電位検出手段は、感光体ドラム１の帯電電位及び露光後電位を検出し、モニタ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、感光体ドラム１を、スコロトロン帯電器６により帯電した後の帯電電位及び露光装置２により露光した後に露光後電位をそれぞれ表面電位計プローブ１３，３で検出する。そして、表面電位計プローブ１３，３で検出した露光後電位を表面電位計１４，４に信号を送ることにより、感光体ドラム１の帯電電位及び露光後電位をモニタする方法などが挙げられる。

なお、表面電位検出装置には、検出用プローブが感光体ドラム１に対して接触する接触型と接触しない非接触型とがあるが、接触型のものであると感光体ドラム１を傷つける恐れがあるため、非接触型のものが好ましい。

除電用光源８としては、感光体ドラム１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。

電源１２、高圧電源７及び電源スイッチ１５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、従来公知のものをそのまま用いることができる。また、これらの電源１２、高圧電源７及び電源スイッチ１５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。

スコロトロン帯電器６、表面電位計プローブ１３、露光装置２、表面電位計プローブ３、及び除電用光源８は、感光体ドラム１の径方向及び周方向と直交する幅方向である軸方向に進退移動可能に構成されている。感光体ドラム１の径方向に対してそれぞれ個別に進退移動に構成されており、これにより感光体ドラム１との間の距離を調整でき、様々なドラム径の感光体ドラム１に対応することができる。また、感光体ドラム１の軸方向に進退移動可能に構成されていることにより、感光体ドラム１の軸方向の任意の位置及び表面の全面について帯電、露光、表面電位の計測、及び除電を行うことができる。軸方向の移動に関しては、スコロトロン帯電器６、表面電位計プローブ１３、露光装置２、表面電位計プローブ３及び除電用光源８が一体で同時に移動し、同一の軸方向における位置に配置される。これらのスコロトロン帯電器６、表面電位計プローブ１３等を一体で感光体ドラム１の軸方向に移動させる移動手段としては、特に制限はなく、公知の移動手段の中から適宜選択することができる。例えば、ステッピングモータと、ボールネジと、直動案内とを用いた移動手段などが挙げられる。

上記構成の特性評価装置において、図２に示すように、感光体ドラム１は、両端にドラムチャック治具２０で特性評価装置内に保持され、主軸１８がドラムチャック治具２０の中心を通っている。また、特性評価装置の手前側（感光体ドラム１の一端側（図中右側））の面板２１と、奥側（感光体ドラム１の他端側（図中左側））の面板２２とが主軸１８の軸受け機構となっている。この主軸１８はモータ１６に繋がったベルト１９によって図１の矢印の方向に回転する機構となっている。感光体ドラム１の回転角度は、図２に示す主軸１８の端部に取り付けられた回転角度検知手段としてのロータリーエンコーダ１１により測定され、感光体ドラム１の回転角度に関する情報が、図１に示すコントローラ１７へと送られる。

また、高圧電源７からスコロトロン帯電器６のワイヤ電極に所定の電圧が出力され、また、電源１２からスコロトロン帯電器６のグリッド電極に所定のグリッド電圧が出力され、スコロトロン帯電器６によって感光体ドラム１が帯電される。

また、図１に示すように、感光体ドラム１の帯電電位の検出信号は、表面電位計プローブ１３からモニタ部である表面電位計１４に送られてモニタされるとともに、信号処理回路９に送られる。その後、帯電電位の検出信号はＡ／Ｄ変換器１０によってＡ／Ｄ変換され、コントローラ１７へと送られ、演算処理される。

感光体ドラム１中の通過電流は、信号処理回路５及びＡ／Ｄ変換器１０を通じて、コントローラ１７へと送られ、通過電流を把握することも可能である。また、コントローラ１７は感光体ドラム１を回転させるモータ１６内の図示しないモータドライバに接続されている。モータドライバでは、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の周りのユニット（スコロトロン帯電器６、表面電位計プローブ１３、露光装置２、表面電位計プローブ３、除電用光源８）は、デジタルリレー駆動制御部２３によってＯＮ／ＯＦＦ制御されている。また、露光装置２を用いて、感光体ドラム１の露光が行われ、感光体ドラム１の露光後電位は、表面電位計プローブ３及び表面電位計４を使用することによって、上記スコロトロン帯電器６によって帯電された後の帯電電位と同様にして測定できる。感光体ドラム１の露光後電位を取り除く場合は、除電用光源８を使用し除電して取り除くことが可能である。

コントローラ１７は、露光装置２のＬＤなどの光源への駆動制御および温調制御が可能なＬＤドライバの機能が搭載されている。また、コントローラ１７には、光量検出器２４によって検出された光量と感光体ドラム１の露光後電位とを集録し、集録された光量及び露光後電位の検出結果のデータから後述する関係式（１次関数）を算出して導出する算出手段としての機能を有している。また、コントローラ１７は、更に所定の露光電位を予め与えておくことで、感光体ドラム１をドラム１周内、表面の複数箇所又は全領域内で所定の光量に均一露光させた場合について、それぞれの露光後電位を関係式から算出することも可能である。

また、コントローラ１７は、露光後電位を推定する推定手段と、露光後電位偏差を算出する算出手段としての機能も有する。より具体的には、コントローラ１７は、後述の関係式から感光体ドラム１の１周内、表面の複数箇所又は全領域内の各位置において、均一露光が実施された場合の露光後電位を推定する。また、コントローラ１７は、均一露光が実施された場合の露光後電位分布を求め、露光後電位分布から１周内、表面の複数箇所又は全領域内の露光後電位の最大値と最小値の差の絶対値である露光後電位偏差を算出する。なお、上記機能を有するコントローラ１７は、前記露光後電位偏差の算出が可能であれば、特に制限はなく、公知の演算手段の中から適宜選択することができる。

また、コントローラ１７は、上記露光後電位偏差が所定値以下であれば感光体ドラム１を良品と判断し、所定値を超えた場合に感光体ドラム１に問題がある不良品と判断する良否判定手段としての機能を有している。なお、良否判定手段は、感光体ドラム１の良否の判定が可能であれば、特に制限はなく、周知慣用のものを用いることができる。

また、本実施形態の特性評価装置は、光を透過しない暗箱あるいは暗幕などで覆われていることが好ましい。特性評価装置が、暗箱又は暗幕で覆われていないと、試験時に風、光、温度などの外部環境の影響を受け、正確な特性評価が困難となる。ただし、コントローラ１７及び信号処理回路５，９など、感光体ドラム１の評価に影響のないものに関しては、暗箱あるいは暗幕で覆う必要はない。

以下、本発明のより具体的な実施例について、試験例及び比較例とともに説明する。なお、本発明はこれらの実施例に何ら限定されるものではない。
以下に示す試験例、比較例及び実施例では、図１及び図２に示した特性評価装置を用いて感光体ドラムの特性評価を行った。特性評価装置において、帯電手段としてのスコロトロン帯電器６は内製した。また、スコロトロン帯電器６のワイヤ電極に電圧を印加する高圧電源７はＴＲＥＫ社製、スコロトロン帯電器６のグリッド電極に電圧を印加する電源１２は松定プレシジョン株式会社製をそれぞれ用いた。露光装置２は日本オプネクスト社製の波長６５５［ｎｍ］の半導体レーザとしてのレーザーダイオード（以下、「ＬＤ」という。）を搭載したレーザ走査ユニットを内製した。除電手段としての除電用光源８はスタンレー電気社製ＬＥＤ（波長：６６０[ｎｍ]）の加工品である。表面電位検出手段である表面電位計プローブ１３と表面電位計１４はＴＲＥＫ社製である。また、モータ１６はオリエンタルモーター株式会社製である。コントローラ１７は株式会社キーエンス製のシーケンサと株式会社日立製作所製のＰＣとを組み合わせて構成したものである。Ａ／Ｄ変換器１０及びデジタルリレー駆動制御部２３はそれぞれ株式会社キーエンス製である。それ以外の信号処理回路５，９などは、全て内製したものを使用した。

上記露光装置２のＬＤは、フロント端面から感光体ドラム１に向かって光が出力される一方で、フロント端面と反対側の端面（以下、「リア端面」という。）からも光が出力されている。このリア端面からの出力光を光量検出手段としての光量検出器（Photo Detector：以下、「ＰＤ」という。）２４で検出する。具体的には、使用するＬＤのパッケージ内にＰＤ２４としてのフォトダイオードが内蔵されている。この露光装置２では、コントローラ１７が有するＬＤドライバの機能を使用し、ＰＤ２４から出力される光モニタ電流（以下、「Ｉｍ」ともいう。）が一定となるようにＬＤの駆動電流を制御する自動出力制御（Auto Power Control:以下、「ＡＰＣ」という。）モードを用いている。

また、本実施形態の特性評価装置で評価した感光体ドラム１としては、感光体ドラムＡ、Ｂ、Ｃ、Ｄの４本を使用した。これらの感光体ドラムＡ、Ｂ、Ｃ、Ｄはそれぞれ、株式会社リコー製のカラーレーザプリンタ（型番：ＩＰＳｉＯ Ｃｏｌｏｒ ８１００）に搭載された感光体ドラム（直径３０[ｍｍ]、全長３４０[ｍｍ]）と同じ処方である。ここで、感光体ドラムＡ、Ｂは目視による外観検査で電荷発生層に塗膜ムラが確認されない感光体ドラムであり、感光体ドラムＣ、Ｄは目視による外観検査で電荷発生層に塗膜ムラが確認される感光体ドラムである。

また、以下に説明する試験例１，２、比較例１，２及び実施例１〜３では、感光体ドラム１の線速は１２５［ｍｍ／ｓ］に設定した。また、感光体ドラム１の帯電電位が−８００［Ｖ］程度になるように、スコロトロン帯電器６のワイヤ印加電圧は−６１５０［Ｖ］、グリッド印加電圧は−８００［Ｖ］に設定した。

また、光量検出手段であるＰＤ２４に照射された光はＩｍへと変換されるので、Ｉｍの変動を計測することはＰＤ２４に照射された光の光量の変動を計測することと等しい意味を持っている。このため、以下に説明する試験例１，２、比較例１，２及び実施例１〜３では、ＩｍをＰＤ２４に照射された光量と同等のものとして取り扱っている。

〔試験例１〕
本試験例１は、ＬＤを複数回点灯させたときの、ＬＤから発光する光の光量のばらつきを調べる試験である。線速１２５［ｍｍ／ｓ］で回転している直径３０［ｍｍ］の感光体ドラム１が１周回転するのに要する時間は約０．７５［ｓ］である。例えば、感光体ドラム全領域内、感光体ドラム１のドラムの端部から５０、１１０、１７０、２３０、２９０［ｍｍ］の位置で、それぞれドラム１周内で３６箇所の感光体ドラム１を測定する場合は、約０．７５［ｓ］×５回の露光を行う。そこで、本試験例１では、ＬＤを０．７５［ｓ］×５回点灯させた時の光モニタ電流（Ｉｍ）を測定し、測定結果を次の式（１）に代入してＩｍの平均値に対するばらつきを算出した。
〔（Ｉｍの最大値−Ｉｍの最小値）／２〕／Ｉｍの平均値×１００・・・式（１）

測定時のＡＰＣの設定Ｉｍは３３９［μＡ］とした。そして、ＬＤを０．７５［ｓ］×５回点灯させた時のＩｍの測定結果を上記式（１）に代入して、Ｉｍのばらつきを算出した。その結果、ＬＤを０．７５［ｓ］×５回点灯させた時のＩｍは、平均値に対して１．５［％］ばらついていることがわかった。

〔試験例２〕
本試験例２は、ＬＤの複数の設定Ｉｍに対して、感光体ドラムＡのドラム全領域内における、露光後電位の関係を調べる試験である。本試験例２では、７つの設定Ｉｍを設定した。具体的には、ＬＤの設定Ｉｍは、３３４、３３６、３３７、３３９、３４１、３４２、３４４［μＡ］の７つである。そして、それぞれの設定Ｉｍについて、感光体ドラムＡのドラム全領域内として、ドラム端部から、５０、１１０、１７０、２３０、２９０［ｍｍ］の位置で、ドラム１周内で露光後電位（ＶＬ）を測定した。各設定Ｉｍで測定された感光体ドラムＡのドラム全領域内のＩｍとＶＬからＩｍ平均値とＶＬ平均値とを算出した。これらの算出結果を表１に示す。

図３は、表１からＩｍ平均値とＶＬ平均値との関係を求めた結果を示すグラフである。図３から、Ｉｍに応じてＶＬが変動することがわかる。この結果から、ドラム１周内やドラム全領域内においてＩｍばらつきが発生した場合に、Ｉｍばらつきの影響を受けてＶＬにもばらつきが発生することがわかる。

〔比較例１〕
本比較例１では、感光体ドラムＡのドラム端部から５０［ｍｍ］の位置で、ドラム１周内で３６箇所のＩｍとＶＬとを測定した。図４は、感光体ドラムＡのドラム端部から５０[ｍｍ]の位置における、感光体ドラムＡのドラム１周内におけるＩｍ及びＶＬの測定値の分布を示すグラフである。なお、図４には、後述するＶＬの推定値の分布を示すグラフも図示している。図４に示すように、ＶＬ分布はＩｍ分布に近い形状をしており、ＶＬ分布がＩｍ分布の影響を受けていることがわかる。ＶＬ分布の最大値と最小値との差の絶対値であるＶＬ偏差を求めると、１６．５［Ｖ］である。

〔実施例１〕
本実施例１では、感光体ドラムＡのドラム端部から５０［ｍｍ］の位置で、５つの設定Ｉｍ（３３６、３３７、３３９、３４１、３４２、３４４［μＡ］）それぞれについて、ドラム１周内の３６箇所についてＩｍとＶＬとを測定した。各設定Ｉｍで測定された感光体ドラムＡのドラム１周内のＩｍとＶＬとからＩｍ平均値とＶＬ平均値とを算出した。これらの算出結果を表２に示す。また、Ｉｍを３３９［μＡ］を基準とした場合のＩｍの変動（以下、「ΔＩｍ」という。）、Ｉｍが３３９［μＡ］でのドラム１周内のＶＬ平均値を基準とした場合の各Ｉｍのドラム１周内のＶＬ平均値の変動（以下、「ΔＶＬ」という。）を表２に併せて示す。

上記表２から、０．６％という僅かなＩｍの違いでもＶＬが約１．５Ｖ変動することがわかる。

図５は、表２からΔＩｍに対するΔＶＬの関係を求めた結果を示すグラフである。この結果から、ΔＩｍとΔＶＬとの近似関数の関係式を特定すると、次の式（２）のような一次関数が特定される。
ΔＶＬ＝０．７９９×ΔＩｍ−０．０９５・・・式（２）

次に、ドラム１周内の各位置（３６箇所）のＩｍについて３３９［μＡ］（基準）に対する差をそれぞれ算出し、ドラム１周内のΔＩｍを求める。そして、前記関係式（２）を利用して、ドラム１周内の各位置（３６箇所）のΔＩｍからドラム１周内の各位置（３６箇所）のΔＶＬを算出する。

ドラム１周内の各位置において、測定したＶＬと算出したΔＶＬとの和により、ドラム１周内を３３９［μＡ］で均一露光させた場合のドラム１周内の各位置（３６箇所）のＶＬを推定する。推定したＶＬから作成した、均一露光させた場合のドラム１周内のＶＬ分布を、図４にＶＬ（推定値）として示す。図４において、ドラム１周内のＶＬ偏差は１２．９［Ｖ］である。前記試験例２のＶＬ偏差が１６．５［Ｖ］であったので、１６．５−１２．９＝３．６［Ｖ］が、露光の光量のばらつきにより発生したΔＶＬとして含まれていたといえる。

〔比較例２〕
本比較例２では、感光体ドラムＡ〜Ｄそれぞれについて、ドラム端部から５０、１１０、１７０、２３０、２９０［ｍｍ］の位置で、前記比較例１と同様にして、ドラム１周内で３６箇所のＩｍ及びＶＬを測定した。測定時の設定Ｉｍは３３９［μＡ］とした。図６、図７、図８及び図９はそれぞれ、感光体ドラムＡのドラム端部から１１０、１７０、２３０、２９０［ｍｍ］の位置における、感光体ドラムＡのドラム１周内の３６箇所のＩｍ及びＶＬの測定値並びにＶＬの推定値の分布を示すグラフである。ドラム端部から５０［ｍｍ］の位置については、前述した図４に示している。

ドラム端部から５０、１１０、１７０、２３０、２９０［ｍｍ］の位置におけるドラム１周内の３６箇所をドラム全領域内とする。感光体ドラムＡのドラム全領域内でのＶＬの測定値からＶＬ偏差を求めると、２６．７［Ｖ］である。

また、感光体ドラムＡと同様にして、他の３種類の感光体ドラムＢ〜Ｄについても、ドラム端部から５０、１１０、１７０、２３０、２９０[ｍｍ]の位置×ドラム１周内（３６箇所））のドラム全領域内のＶＬ偏差を求めた。

以下に説明する比較例及び実施例の中では、ＶＬ偏差が２５［Ｖ］未満の場合は、感光体ドラムに問題が無いとして「良」と判定し、ＶＬ偏差が２５［Ｖ］以上の場合には、感光体ドラムに問題があるとして「否」と判定を行った。

表３に、感光体ドラムＡ〜Ｄについて求めたＶＬ偏差と良否判定との関係を示す。感光体ドラムＢ、Ｃ、Ｄに対しては、塗膜ムラの有無とＶＬ偏差による良否判定結果が一致している。しかしながら、感光体ドラムＡでは塗膜ムラの有無とＶＬ偏差による良否判定結果とが一致していない。これは、Ｉｍ偏差の影響を受けてＶＬ偏差が大きくなってしまい、塗膜ムラの無い感光体ドラムでもＶＬ偏差で評価すると、感光体ドラムに問題がある「否」の判定が出てしまうことを示している。

〔実施例２〕
上記比較例２では、感光体ドラムＡのドラム端部から５０、１１０、１７０、２３０、２９０［ｍｍ］の位置で、設定Ｉｍを３３９［μＡ］に設定し、感光体ドラムＡのドラム１周内で３６箇所のＩｍ及びＶＬを測定した。

本実施例２では、前述の比較例２の測定結果を利用して、感光体ドラムＡのドラム端部から５０［ｍｍ］の位置でのドラム１周内の各位置（３６箇所）のＩｍについて、基準値（３３９［μＡ］）に対する差をそれぞれ算出した。また、算出したＩｍに基づいてドラム１周内の各位置（３６箇所）のΔＩｍを求めた。そして、上記実施例１で求めたΔＩｍとΔＶＬとの近似関数の関係式（２）を用いて、感光体ドラムＡのドラム１周内の各位置（３６箇所）のΔＩｍからドラム１周内の各位置（３６箇所）のΔＶＬを求めた。

感光体ドラムＡのドラム１周内の各位置において、測定したＶＬの値と上記算出して求めたΔＶＬとの和により、感光体ドラムＡをＩｍが３３９［μＡ］で均一露光させた場合のドラム１周内の各位置（３６箇所）におけるＶＬを推定した。推定したＶＬから作成した均一露光させた場合のドラム１周内のＶＬ分布を図４にＶＬ（推定値）として示す。同様にして、感光体ドラムＡの端部から１１０、１７０、２３０、２９０［ｍｍ］の位置でもドラム１周内の各位置（３６箇所）におけるＶＬを推定した。このように感光体ドラムＡの表面のドラム端部から１１０、１７０、２３０、２９０[ｍｍ]の位置におけるＶＬの測定値から作成した、感光体ドラムＡを均一露光させた場合のドラム１周内のＶＬの推定値の分布を、図６、図７、図８及び図９それぞれに示す。

均一露光させた場合の５つのＶＬの推定値の分布から、感光体ドラムＡのドラム全領域内のＶＬ分布の最大値と最小値の差の絶対値であるＶＬ偏差を求めると、１８．７Ｖである。したがって、このＶＬの推定値から算出したＶＬ偏差の値と、前述のＶＬの測定値から算出したＶＬ偏差の値との差分が、露光の光量のばらつきに起因したＶＬ偏差として含まれていたといえる。つまり、８．０［Ｖ］（＝２６．７−１８．７[Ｖ]）が、露光の光量のばらつきに起因したＶＬ偏差として含まれていたといえる。

〔実施例３〕
本実施例３では、感光体ドラムＡ以外の３種類の感光体ドラムＢ〜Ｄについて、ドラム全領域内のＶＬ偏差を算出した。つまり、上記実施例２の感光体ドラムＡと同様の方法で、感光体ドラムを均一露光させた場合のドラム全領域内のＶＬの推定値の分布を求め、その推定値からドラム全領域内のＶＬ偏差を算出した。

表４は、４種類感光体ドラムＡ〜Ｄについて上記ＶＬの推定値から算出したＶＬ偏差と良否判定との関係を示す。上記比較例２では、感光体ドラムＡでは塗膜ムラの有無と、ＶＬ偏差による良否判定結果が一致していなかった。これに対して、表４では、感光体ドラムＡ〜Ｄの全てに対しては、塗膜ムラの有無とＶＬ偏差による良否判定結果とが一致している。この表４の結果は、ＶＬ偏差における光量バラツキの影響を取り除くことで、ＶＬ偏差から感光体ドラムの良否を精度良く評価できていることを示している。

以上に説明したものは一例であり、本発明は、次の態様毎に特有の効果を奏する。
（態様Ａ）
所定電位に帯電された後に露光されることにより潜像が形成される感光体ドラム１などの潜像担持体の特性評価装置であって、潜像担持体の表面を所定電位に帯電させるスコロトロン帯電器６などの帯電手段と、帯電手段によって帯電された潜像担持体の表面を露光する露光装置２などの露光手段と、露光手段の光量を検出する光量検出器２４などの光量検出手段と、露光手段による露光後の潜像担持体の表面の露光後電位を検出する表面電位計プローブ３や表面電位計４などの表面電位検出手段と、潜像担持体の表面を所定電位に帯電した後に露光する光量とその光量で露光された潜像担持体の露光後電位との関係から導かれる関係式を特定し、その特定した関係式と、潜像担持体の表面の複数箇所について光量検出手段で検出された光量及び表面電位検出手段で検出された露光後電位の検出結果とに基づいて、潜像担持体の表面の複数箇所それぞれが所定の光量で均一露光された場合の露光後電位を推定するコントローラ１７などの推定手段と、潜像担持体の表面の複数箇所における露光後電位の最大値と最小値との差の絶対値を算出するコントローラ１７などの算出手段と、を備える。
これによれば、上記実施形態について説明したように、潜像担持体の表面を所定電位に帯電した後に露光する光量と、その光量で露光された潜像担持体の露光後電位との関係から導かれる関係式を特定することにより、潜像担持体の表面を露光する光量がばらついたときの露光後電位の変化を把握することができる。このように特定した関係と、潜像担持体の表面の複数箇所について光量検出手段で検出された光量及び表面電位検出手段で検出された露光後電位の検出結果とに基づいて、潜像担持体の表面の複数箇所それぞれが所定の光量で均一露光された場合の露光後電位を推定する。この推定結果により、潜像担持体の表面の複数箇所で露光ムラが生じている場合でも、その潜像担持体の表面の複数箇所における露光ムラが取り除かれた露光後電位がわかる。さらに、推定された露光後電位の最大値と最小値との差の絶対値から潜像担持体の特性を評価することができる。よって、潜像担持体の表面を露光する光量がばらついた場合であっても、潜像担持体の特性を精度良く評価することができる。特に、推定された露光後電位の最大値と最小値との差の絶対値が小さいほど露光後電位ムラが小さく特性の良い潜像担持体と評価することができる。
（態様Ｂ）
上記態様Ａにおいて、潜像担持体の表面が無端移動するように潜像担持体を回転駆動するモータ１６などの駆動手段と、表面電位検出手段における露光後電位を検出する検出部を潜像担持体の表面の無端移動方向と直交する幅方向に移動させるステッピングモータなどの移動手段とを更に備えた。これによれば、上記実施形態について説明したように、潜像担持体の表面が無端移動し、しかも露光後電位を検出する検出部が潜像担持体の幅方向に移動するので、潜像担持体の表面の全領域について露光後電位を測定することができ、潜像担持体の表面の全領域について特性を精度良く評価することが可能となる。
（態様Ｃ）
上記態様Ａ又はＢにおいて、露光後電位の推定結果及び露光後電位の最大値と最小値との差の絶対値の算出結果の少なくとも一つに基づいて、潜像担持体の良否を判定するコントローラ１７などの良否判定手段を更に備えた。これによれば、上記実施形態について説明したように、潜像担持体の良否判断を正確に効率よく行うことができ、特性のよい潜像担持体を画像形成装置に組み込んで使用し、高品質な画像を形成することが可能となる。潜像担持体の良否判断としては、例えば、電荷発生層の塗膜ムラなどの品質について精度良く判定することができる。一方、特性の悪い潜像担持体は不良品として再製作やリサイクルに用いることができる。

１ 感光体ドラム
２ 露光装置
３ 表面電位計プローブ
４ 表面電位計
５ 信号処理回路
６ 帯電手段
７ 高圧電源
８ 除電用光源
９ 信号処理回路
１０ ＡＤ変換器
１１ ロータリーエンコーダ
１２ 電源
１３ 表面電位計プローブ
１４ 表面電位計
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 面板（手前側）
２２ 面板（奥側）
２３ デジタルリレー出力
２４ 光量検出器（ＰＤ）

特開平４−２６８５２号公報 特開２００２−１１３８９８号公報

Claims (6)

1. 所定電位に帯電された後に露光されることにより潜像が形成される潜像担持体の特性評価装置であって、
   前記潜像担持体の表面を所定電位に帯電させる帯電手段と、
   前記帯電手段によって帯電された前記潜像担持体の表面を露光する露光手段と、
   前記露光手段の光量を検出する光量検出手段と、
   前記露光手段による露光後の前記潜像担持体の表面の露光後電位を検出する表面電位検出手段と、
   前記潜像担持体の表面を所定電位に帯電した後に露光する光量と該光量で露光された該潜像担持体の露光後電位との関係から導かれる関係式を特定し、前記特定した関係式と、前記潜像担持体の表面の複数箇所について前記光量検出手段で検出された光量及び前記表面電位検出手段で検出された露光後電位の検出結果とに基づいて、前記潜像担持体の表面の複数箇所それぞれが所定の光量で均一露光された場合の露光後電位を推定する推定手段と、
   前記露光後電位の推定結果に基づいて、前記潜像担持体の表面の複数箇所における露光後電位の最大値と最小値との差の絶対値を算出する算出手段と、を備えたことを特徴とする潜像担持体の特性評価装置。
2. 請求項１の潜像担持体の特性評価装置において、
   前記潜像担持体の表面が無端移動するように該潜像担持体を回転駆動する駆動手段と、
   前記表面電位検出手段における前記露光後電位を検出する検出部を前記潜像担持体の表面の無端移動方向と直交する幅方向に移動させる移動手段と、を更に備えたことを特徴とする潜像担持体の特性評価装置。
3. 請求項１又は２の潜像担持体の特性評価装置において、
   前記露光後電位の推定結果及び前記露光後電位の最大値と最小値との差の絶対値の算出結果の少なくとも一つに基づいて、前記潜像担持体の良否を判定する良否判定手段を更に備えたことを特徴とする潜像担持体の特性評価装置。
4. 所定電位に帯電された後に露光されることにより潜像が形成される潜像担持体の特性評価方法であって、
   前記潜像担持体の表面を所定電位に帯電した後に露光する光量と該光量で露光された該潜像担持体の露光後電位との関係から導かれる関係式を特定するステップと、
   前記潜像担持体の表面を帯電させ、
   前記所定電位に帯電された潜像担持体の表面の複数箇所を露光するステップと、
   前記潜像担持体の表面を露光しているときの光量を検出するステップと、
   前記露光された潜像担持体の表面の露光後電位を検出するステップと、
   前記特定した関係式と、前記潜像担持体の表面の複数箇所について前記光量検出手段で検出された光量及び前記表面電位検出手段で検出された露光後電位の検出結果とに基づいて、前記潜像担持体の表面の複数箇所それぞれが所定の光量で均一露光された場合の露光後電位を推定するステップと、
   前記露光後電位の推定結果に基づいて、前記潜像担持体の表面の複数箇所における露光後電位の最大値と最小値との差の絶対値を算出するステップと、を含むことを特徴とする潜像担持体の特性評価方法。
5. 請求項４の潜像担持体の特性評価方法において、
   前記潜像担持体の表面が無端移動するように該潜像担持体を回転駆動するステップ
   前記帯電電位を検出する検出部と前記露光後電位を検出する検出部とを前記潜像担持体の表面の無端移動方向と直交する幅方向に移動させるステップと、を更に含むことを特徴とする潜像担持体の特性評価方法。
6. 請求項４又は５の潜像担持体の特性評価方法において、
   前記露光後電位の推定結果及び前記露光後電位の最大値と最小値との差の絶対値の算出結果の少なくとも一つに基づいて、前記潜像担持体の良否を判定するステップを更に含むことを特徴とする潜像担持体の特性評価方法。

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