JP2014052524A - Characteristic evaluation method and characteristic evaluation device for electrophotographic photoreceptor - Google Patents
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Abstract
【課題】感光体特性測定時、感光体の帯電電位に変動が生じた場合、「計測装置側の問題」がどの程度あるかの判断を行うことが可能な電子写真感光体の特性評価方法を提供する。
【解決手段】感光体1を帯電させる帯電器6と、帯電後の感光面を露光する露光装置3と、露光前後の感光体の表面電位を検出する第1および第2の表面電位計プローブ2,4と、感光体の電荷量の算出を行うコントローラとを備え、表面電位計測結果と電荷量の算出結果に基づいて感光体の静電容量を求める特性評価方法において、感光体表面の任意の位置Aでの実測帯電電位V1と、位置Aと同じ通過電流が流れた場合の別の位置Bについて算出された予測帯電電位V2とから電位差V3(|V2―V1|)を求め、この値に基づいて、計測装置側の問題によって帯電電位に変動が生じたか否かの判断を行う。
【選択図】図1Kind Code: A1 An electrophotographic photosensitive member characteristic evaluation method capable of determining the degree of "problem on the measuring device side" when fluctuations in the charged potential of the photosensitive member occur during measurement of the photosensitive member characteristics. provide.
A charger 6 for charging a photosensitive member 1, an exposure device 3 for exposing a charged photosensitive surface, and first and second surface potential meter probes 2 for detecting a surface potential of the photosensitive member before and after exposure. , 4 and a controller for calculating the charge amount of the photoconductor, and in a characteristic evaluation method for obtaining the capacitance of the photoconductor based on the surface potential measurement result and the charge amount calculation result, A potential difference V3 (| V2−V1 |) is obtained from the measured charging potential V1 at the position A and the predicted charging potential V2 calculated for another position B when the same passing current as the position A flows. Based on this, it is determined whether or not the charging potential has changed due to a problem on the measuring device side.
[Selection] Figure 1
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感光体の特性評価方法及び特性評価装置に関するものである。 The present invention relates to a characteristic evaluation method and characteristic evaluation apparatus for an electrophotographic photosensitive member used in an image forming apparatus such as a laser printer or a copying machine.
電子写真感光体(以下、「感光体」と称することもある)は、複写機、レーザー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、画像形成装置本体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、感光体は出荷前に電子写真に関する様々な特性の検査が行われている。
また、新規の電子写真装置用として、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電子写真に関する様々な特性についての評価が行われており、電子写真感光体の特性評価装置についても種々提案されている。
An electrophotographic photosensitive member (hereinafter also referred to as “photosensitive member”) is one of the most important components in an image forming apparatus applying an electrophotographic process such as a copying machine or a laser printer. In order to bring out the performance of the apparatus main body, it is necessary to satisfy various characteristics. For this reason, the photoreceptor is inspected for various characteristics relating to electrophotography before shipment.
In addition, when developing a new photoconductor for use in a new electrophotographic apparatus, various characteristics relating to electrophotography of the photoconductor prototyped in the development process have been evaluated. Various evaluation devices have also been proposed.
例えば、特許文献1には、着脱可能な感光体ドラムを回転可能に保持するとともに、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、及び該帯電装置による帯電位置から感光体ドラムの回転方向下流側位置にて、該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と、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、該感光体ドラムの軸心方向に移動可能に配置されており、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該感光体ドラムの表面の電位を測定する電位センサと、該電位センサを感光体ドラムの軸方向へ移動させるセンサ移動手段と、該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位置にて該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具備する感光体ドラムの感光体特性測定装置が記載されている。
For example,
また、特許文献2には、少なくとも帯電手段、露光手段、表面電位測定手段を取り付けた作動ユニットを円筒形の感光体を母線方向に移動させて諸値を測定する感光体の特性評価方法であって、該感光体はアモルファスシリコンを主成分とする光導電層を有し、帯電手段の有効帯電範囲が2〜15cmであり、露光手段は、露光量、露光波長が可変であることを特徴とする。
これにより、上記の諸特性を総合的、かつ高精度に評価することが可能となる評価方法が記載されている。
Thus, an evaluation method is described in which the various characteristics described above can be evaluated comprehensively and with high accuracy.
また、特許文献3には、感光体の周囲に配置した帯電装置、除電装置、表面電位計を感光体に対して任意に移動して、感光体の外形と感光体の線速、レーザスキャン副走査方向の解像度、帯電時間及び帯電装置の周方向における配置位置情報及び表面電位計が測定した露光前後の感光体の表面電位から感光体の特性を評価する方法が記載されている。
Further,
また、特許文献4には、少なくとも帯電装置と、露光装置と、表面電位検出装置と、電子写真感光体の振れ量測定装置とを備え、測定した振れ量から予測される帯電電位の予測変動量ΔV1を算出し、算出したΔV1と、感光体特性測定時に得られた帯電電位変動量ΔV2の関係から、感光体の異常を検出する特性評価方法及び特性評価装置が記載されている。 Further, Patent Document 4 includes at least a charging device, an exposure device, a surface potential detection device, and an electrophotographic photosensitive member shake amount measuring device, and a predicted fluctuation amount of the charged potential predicted from the measured shake amount. A characteristic evaluation method and a characteristic evaluation apparatus are described in which ΔV1 is calculated, and the abnormality of the photoconductor is detected from the relationship between the calculated ΔV1 and the charged potential fluctuation amount ΔV2 obtained when the photoconductor characteristics are measured.
ところで、特許文献1〜3に記載の特性評価方法においては、特性評価中の電子写真感光体の表面電位を平滑化するためにスコロトロン帯電器を使用し、電子写真感光体の表面電位の平滑化を実現している。
しかしながら、スコロトロン帯電器を使用した場合でも、感光体の支持体の精度や、計測装置の機械精度によって、測定中の感光体に振れが生じることがある。
その場合、感光体と帯電器の距離が安定しない為、スコロトロン帯電器であっても、測定される感光体の表面電位に変動が生じることがあり、測定精度に影響を及ぼすが、特許文献1〜3にはこの現象に関する記載はない。
また、特許文献4には、感光体と帯電器の距離が安定しない場合の、感光体の特性評価方法が記載されているが、いずれも感光体と帯電器の距離を計測するため変位センサを備え、常に振れ量を測定しておく必要が有り、変位センサ設置による装置の複雑化、データ処理実施によるシステムの複雑化が避けられない。
本発明は上記の問題を解決すべくなされたものであり、感光体特性測定時、感光体の帯電電位に変動が生じた場合、「計測装置側の問題」がどの程度あるかの判断を、任意の位置で検出を行うことが可能で、且つ装置の複雑化・システムの複雑化の必要が無い実現可能な、電子写真感光体の特性評価方法及び特性評価装置を提供することを目的とする。
ここで、「計測装置側の問題」とは、感光体回転主軸の振れ・ドラムチャック治具の振れ・ドラムチャック治具と感光体内径との隙間によって生じる感光体の傾き等、感光体側には一切関係なく、計測装置側に問題があって生じる問題を指す。
By the way, in the characteristic evaluation method described in
However, even when the scorotron charger is used, the photoconductor under measurement may be shaken depending on the accuracy of the support of the photoconductor and the mechanical accuracy of the measuring device.
In this case, since the distance between the photoconductor and the charger is not stable, the surface potential of the photoconductor to be measured may fluctuate even if it is a scorotron charger, which affects the measurement accuracy. There is no description about this phenomenon in ~ 3.
Patent Document 4 describes a method for evaluating the characteristics of a photoconductor when the distance between the photoconductor and the charger is not stable. In either case, a displacement sensor is used to measure the distance between the photoconductor and the charger. In addition, it is necessary to always measure the shake amount, and it is inevitable that the apparatus becomes complicated due to the installation of the displacement sensor and the system becomes complicated due to the data processing.
The present invention has been made to solve the above problems, and when measuring the characteristics of the photoconductor, if a change occurs in the charged potential of the photoconductor, the determination of how much "problem on the measuring device side" is present, An object of the present invention is to provide an electrophotographic photosensitive member characteristic evaluation method and characteristic evaluation apparatus that can perform detection at an arbitrary position and can be realized without the need for complicated apparatus and complicated system. .
Here, the "measurement device side problem" means that the photosensitive member side includes the photosensitive member rotation spindle, the deflection of the drum chuck jig, and the inclination of the photosensitive member caused by the gap between the drum chuck jig and the inner diameter of the photosensitive member. It refers to a problem that occurs due to a problem on the measuring device side, regardless of the type.
前記課題は、本発明の「電子写真用感光体を帯電させる静電気帯電工程と、帯電後の前記電子写真用感光体の感光面を露光により除電させる露光工程と、前記電子写真用感光体の表面の電位を検出する表面電位検出工程と、前記電子写真用感光体の電荷量の算出を行う電荷量算出工程とを備え、前記表面電位計測結果と電荷量の算出結果に基づいて前記電子写真用感光体の静電容量を求める特性評価方法において、前記電子写真用感光体表面の任意の位置Aでの実測帯電電位V1と、前記位置Aと同じ通過電流が流れた場合の別の位置Bでの予測帯電電位V2を算出し、電位差V3(|V2―V1|)を求めることを特徴とする電子写真感光体の特性評価方法。」によって解決することができる。 The above-mentioned problems include, according to the present invention, “an electrostatic charging step for charging an electrophotographic photosensitive member, an exposure step for discharging the charged photosensitive surface of the electrophotographic photosensitive member by exposure, and a surface of the electrophotographic photosensitive member. A surface potential detecting step for detecting the potential of the electrophotographic photosensitive member, and a charge amount calculating step for calculating a charge amount of the electrophotographic photosensitive member, wherein the electrophotographic sensor is based on the surface potential measurement result and the charge amount calculation result. In the characteristic evaluation method for obtaining the electrostatic capacity of the photoconductor, the measured charging potential V1 at an arbitrary position A on the surface of the electrophotographic photoconductor and another position B when the same passing current as the position A flows. Can be solved by calculating the predicted charging potential V2 of the electrophotographic photosensitive member and calculating the potential difference V3 (| V2-V1 |).
本発明によれば、感光体特性測定時、計測装置側の問題によって帯電電位に変動が生じたか否かの判断が可能となる特性評価装置を提供することができる。 According to the present invention, it is possible to provide a characteristic evaluation apparatus capable of determining whether or not the charged potential has changed due to a problem on the measurement apparatus side when measuring the characteristics of the photosensitive member.
本発明に係る電子写真感光体の特性評価装置の実施の形態を図面に基づいて説明する。
図1は本発明に係る電子写真感光体の特性評価装置の構成を示す概略正面図、図2は同じく概略上面図、図3は同じく概略側面図である。
An embodiment of an electrophotographic photosensitive member characteristic evaluation apparatus according to the present invention will be described with reference to the drawings.
FIG. 1 is a schematic front view showing the configuration of an electrophotographic photosensitive member characteristic evaluation apparatus according to the present invention, FIG. 2 is a schematic top view, and FIG. 3 is a schematic side view.
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1を帯電する帯電器6、潜像を形成するための露光装置3、及び除電器5がドラム状の感光体1の周囲に配置され、且つ帯電器6と露光装置3の間及び露光装置3と除電器5の間に、感光体上の表面電位を測定する表面電位検出装置である第1の表面電位計プローブ2及び第2の表面電位計プローブ4がそれぞれ配置された装置になっている。
As shown in FIG. 1, the photosensitive member evaluation apparatus according to the present embodiment includes a charger 6 that charges the
本評価装置では、感光体1を帯電させた後、帯電開始位置が露光位置3に来た時に露光するように、帯電と露光のON/OFFのタイミングをとって静電潜像を形成させることができ、除電器5を使用して露光後電位V1と除電後電位V2を比較して評価することもできる。
また、第2の表面電位計プローブ4は、露光装置3からの時間を任意に設定できるように、角度を調整することが可能となっている。
表面電位計プローブ2,4は、軸方向の同じ位置に設置されていることが好ましい(例えば、図3において軸方向に同じ位置とすることが好ましい)。
In this evaluation apparatus, after the
The second surface electrometer probe 4 can adjust the angle so that the time from the
The
露光装置3は、図2に示すように、レーザーダイオード8の光をポリゴンミラー10で感光体1の軸方向側へ露光させる仕組みとなっている。
また、レーザーダイオード8とポリゴンミラー10間に、感光体1へ露光する露光量を調整することが可能なNDフィルタ(減光フィルター:neutral density filter)7が配置され、NDフィルタ7を使用することで露光時に必要な露光エネルギーで露光することが可能である。
NDフィルタ7は複数枚配置されていることが好ましく、複数枚配置することで、露光条件を大きく変化させることが可能となっている。
更に、NDフィルタ7を動作させる為にロータリソレノイド9が配置されている。
As shown in FIG. 2, the
In addition, an ND filter (neutral density filter) 7 capable of adjusting the exposure amount to be exposed to the
It is preferable that a plurality of ND filters 7 are arranged. By arranging a plurality of ND filters 7, it is possible to greatly change the exposure conditions.
Further, a
図3に示すように、この特性評価装置では、感光体1は、両端にドラムチャック治具15で感光体ドラム1を保持され、主軸13がドラムチャック治具15の中心を通っている。
主軸13は、図3における感光体ドラム1の左側に配置された面板17と感光体1の右側に配置された面板16が主軸13の軸受け機構となっており、主軸13はモーター11に繋がったベルト14によって回転する機構となっており、図1の矢印方向に回転する。
As shown in FIG. 3, in this characteristic evaluation apparatus, the
In the
帯電時に感光体ドラム1中を通過する電流は計測され、信号処理回路18に送られる(信号処理回路18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19によってデジタル信号に変換されコントローラ12に送られデジタル信号が演算処理される。電荷量の算出、静電容量の算出は、コントローラで処理が行われる。
The current passing through the
感光体1を回転させるモーター11内のモータードライバでは、回転数を出力する機能、位置検出機能、回転数をリモート制御可能な機能も付加されており、回転数制御と回転数の認識や、設定した角度でドラムを停止することも可能であり、任意の線速vで回転させることも可能である。
図1中のrは感光体ドラム径の半径を表している。
The motor driver in the motor 11 that rotates the
In FIG. 1, r represents the radius of the photosensitive drum diameter.
本評価装置では、帯電器6による帯電、露光装置3による露光のプロセスを所定回数繰り返し、感光体1を劣化させることが可能であり、劣化前の露光後電位V1と劣化後の露光後電位V2を比較して評価することもできる。
本発明に用いられる帯電器6には、コロナ帯電器であるコロトロン帯電器やスコロトロン帯電器を使用することができるが、均一且つ所定の電位に到達させることが容易であるスコロトロン帯電器が好ましい。
帯電器6には図示されていないが、ワイヤとグリッドに個別に接続された高圧電源によって、感光体1を帯電可能な機構となっている。
In this evaluation apparatus, it is possible to degrade the
As the charger 6 used in the present invention, a corotron charger or a scorotron charger which is a corona charger can be used, but a scorotron charger which is uniform and can easily reach a predetermined potential is preferable.
Although not shown in the charger 6, it is a mechanism capable of charging the
帯電器6、露光装置3、除電器5、表面電位計プローブ2,4は、感光体ドラム1の表面と一定の間隔をもって配置できるように、感光体1の径方向に進退可能な構造となっており、様々な感光体1の外径に対応可能である。
また、これらのユニットは、軸方向にも移動可能な構造となっており、ドラムの軸方向の任意の場所で測定が可能となっている。
更に、これらの感光体1の周りのユニットは、図示されていない信号処理回路のデジタルリレー出力によってON/OFF制御が可能となっている。
The charger 6,
Further, these units are structured to be movable in the axial direction, and can be measured at an arbitrary position in the axial direction of the drum.
Further, the units around the
帯電器6の帯電装置用電源回路の制御手段、露光装置3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。
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ものに関しては、暗箱あるいは暗幕で覆う必要はない。
Although the control means for the charging device power supply circuit of the charger 6 and the control means for the light source power supply circuit of the
The characteristic evaluation apparatus is covered with a dark box that does not transmit light, or a black curtain.
If it is not covered with a dark box or a black curtain, it will be affected by the external environment (wind, light, temperature) during testing, making accurate characterization difficult.
However, a controller, a signal processing circuit, or the like that does not affect the evaluation of the photosensitive drum does not need to be covered with a dark box or a black curtain.
本発明の実施に用いる感光体は、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、公知のものを使用することができる。
本発明に用いられる帯電器6には、コロナ帯電器であるコロトロン帯電器やスコロトロン帯電器を使用することができる。
As the photoconductor used in the practice of the present invention, those in which a charge generation layer and a charge transport layer are formed on a conductive support, and those in which a protective layer is formed on the charge transport layer are used.
As the conductive support, the charge generation layer, and the charge transport layer, known ones can be used.
As the charger 6 used in the present invention, a corona charger or a scorotron charger which is a corona charger can be used.
静電容量算出方法に関しては、表面電位と通過電流との関係から感光体の静電容量を算出する。
算出に際してはまず下記(I)式を用いて、通過電流Iから電荷量Qを算出する。
Q=I/(W・vp) ・・・(I)
(式(I)中、Qは電荷量[C/mm2]を示し、Iは通過電流[A]を示し、Wは帯電装置の実効帯電幅[mm]を示し、vp[mm/s]は感光体の線速(回転速度)を示す。)
また、感光体1周目の電荷量Q1は、Q1=I1/(W×vp)であり(I1:1周目の任意の一点の電流)、感光体2周目以降の電荷量Qn(n:回転数)は、Qn=In/(W×vp)+Qn−1(In:n周目の任意の一点の電流、Qn−1:n−1周目の電荷量)で電荷量Qを算出する。
Regarding the capacitance calculation method, the capacitance of the photoreceptor is calculated from the relationship between the surface potential and the passing current.
In the calculation, first, the charge amount Q is calculated from the passing current I using the following equation (I).
Q = I / (W · vp) (I)
(In formula (I), Q represents the charge amount [C / mm 2 ], I represents the passing current [A], W represents the effective charging width [mm] of the charging device, and vp [mm / s]. Indicates the linear speed (rotational speed) of the photoreceptor.)
The charge amount to Q 1 photoreceptor 1 lap, Q 1 = I a 1 / (W × vp) ( I 1: Current any one point of the first turn), the
こうして求めた電荷量Qと表面電位Vから、下記(II)式により静電容量C[F/mm2]を求める。
Q=C・V ・・・(II)
(式(II)において、Qは電荷量[C/mm2]を示し、Vは表面電位[V]を示し、Cは静電容量[F/mm2]を示す。」
From the charge amount Q and the surface potential V thus obtained, the capacitance C [F / mm 2 ] is obtained by the following equation (II).
Q = C · V (II)
(In formula (II), Q represents the amount of charge [C / mm 2 ], V represents the surface potential [V], and C represents the capacitance [F / mm 2 ]. ”
静電容量は、1つの電荷量Qと表面電位Vから算出することも可能であるが、静電容量算出精度を高めるためには、複数の電荷量Qと表面電位Vの関係から静電容量を算出することが好ましい。
これにより、感光体の静電容量Cを求めることができる。また、表面電位Vに関しては、測定前の初期表面電位V4を減算することにより、電荷量変化に相当する分の電位変化を考慮した形での静電容量算出が可能となるため、初期表面電位V4を減算することが好ましく、表面電位計プローブと帯電装置は同じ位置にない為、電流と表面電位の関係は、レイアウト上のずれた角度分時間差が生じる。その為、表面電位と通過電流の対応関係は、角度ずれ分の時間差を考慮して行うことが好ましい。
The electrostatic capacity can be calculated from one charge amount Q and the surface potential V. However, in order to improve the electrostatic capacity calculation accuracy, the electrostatic capacity is determined from the relationship between the plurality of charge amounts Q and the surface potential V. Is preferably calculated.
Thereby, the electrostatic capacitance C of the photosensitive member can be obtained. Further, with respect to the surface potential V, the initial surface potential V4 before sub-measurement can be subtracted to calculate the capacitance in consideration of the potential change corresponding to the charge amount change. Since V4 is preferably subtracted, and the surface electrometer probe and the charging device are not at the same position, the relationship between the current and the surface potential has a time difference corresponding to a shifted angle in the layout. Therefore, it is preferable that the correspondence between the surface potential and the passing current is performed in consideration of the time difference corresponding to the angle deviation.
また、本発明の電子写真用感光体の評価方法及び評価装置においては、静電容量算出をドラム周回時間毎に実施することにより、任意の位置の静電容量を求めることができる。この場合、まず上記(I)式を用いて、ある位置での通過電流から電荷量Qを算出した後、ドラム周回時間毎の表面電位及び電荷量を図8に示すように、横軸に電荷量Q、縦軸にVを取ったグラフ上にプロットし、複数のプロット点を結んだ直線L2の傾きから静電容量を求める。 In the electrophotographic photoreceptor evaluation method and evaluation apparatus of the present invention, the capacitance at an arbitrary position can be obtained by performing the capacitance calculation for each drum rotation time. In this case, first, the amount of charge Q is calculated from the passing current at a certain position using the above formula (I), and then the surface potential and the amount of charge for each drum rotation time are shown on the horizontal axis as shown in FIG. Plotting on a graph with the quantity Q and V on the vertical axis, and obtaining the capacitance from the slope of the straight line L2 connecting a plurality of plot points.
静電容量をより高い精度で求める為には、1つのプロットで結んだL1の傾きではなく、複数のプロットから算出したL2の傾きで求めることになる。更に、静電容量算出を複数の位置で行うことにより、静電容量分布を求めることもできる。ここでの、ドラム周回毎の表面電位差に関しては、電位差が小さい場合静電容量算出の誤差が大きくなるため、100V程度の電位差が1回でも生じる結果で算出することが好ましい。更に、静電容量算出時の電荷量に関し、感光体2周目以降の電荷量は、1周前の電荷量を加算して算出することにより、到達した表面電位でのトータルの電荷量を考慮した形での静電容量算出が可能となるため、感光体2周目以降の電荷量は、1周前の電荷量を加算して算出する。 In order to obtain the capacitance with higher accuracy, the capacitance is obtained not by the slope of L1 connected by one plot but by the slope of L2 calculated from a plurality of plots. Furthermore, the capacitance distribution can be obtained by performing the capacitance calculation at a plurality of positions. Here, the surface potential difference for each drum rotation is preferably calculated based on the result that a potential difference of about 100 V occurs even once because the error in capacitance calculation increases when the potential difference is small. Furthermore, regarding the charge amount at the time of calculating the capacitance, the charge amount after the second round of the photoconductor is calculated by adding the charge amount before the first round, thereby taking into account the total charge amount at the reached surface potential. Since the electrostatic capacity can be calculated in the above-described form, the charge amount after the second round of the photoreceptor is calculated by adding the charge amount from the previous round.
先ず、実施例の説明に先立ち、「従来技術」における電子写真感光体の特性評価装置及び特性評価方法について説明する。
図1から図3と同様の構成の電子写真感光体の特性評価装置で、リコー imagio MF7070に搭載された感光体ドラム(ドラム直径100mm、ドラム全長360mm、ドラムの肉厚1.2mm、ドラム重量362g)を使用して、特性評価を行なった。
帯電器6に接続されている高圧電源、表面電位計、表面電位計プローブ2,4はTREK社製を使用した。
First, prior to the description of the embodiments, a characteristic evaluation apparatus and a characteristic evaluation method for an electrophotographic photosensitive member in “prior art” will be described.
1 is an apparatus for evaluating the characteristics of an electrophotographic photosensitive member having the same configuration as in FIGS. 1 to 3, and a photosensitive drum (drum
The high voltage power source, the surface potential meter, and the surface
帯電器6は内製したスコロトロン帯電器、除電用光源(除電器)5は波長660nmのラインLED、モーター13はオリエンタル社製モーター、それ以外の信号処理回路等は全て内製して製作した特性評価装置を使用した。また、帯電器と感光体間距離を測定するために、キーエンス社製の非接触型渦電流式変位センサを帯電器と同じ径方向の角度で設置した。
The charger 6 is an in-house manufactured scorotron charger, the static elimination light source (static neutralizer) 5 is a line LED with a wavelength of 660 nm, the
感光体線速244mm/s、放電電圧は表面電位計プローブ2で計測される感光体周長分の帯電電位平均値が−800Vとなるような放電電圧とし、感光体−帯電器(チャージャ)間の距離を変動させた時に、感光体周長分の帯電電位の平均値を測定し、感光体−帯電器間距離1mmと比較した時の帯電電位の差を図4に示す。
なお、感光体軸方向の測定位置は、感光体の中央部とした。
感光体−帯電器距離間が変動することは、感光体の振れ量が変化したことと同一と見なすことができる為、図4は振れ量が変化した時の帯電電位変動量と見ることができる。
よって、振れ量が大きいほど帯電電位変動量が大きくなることが分かる。
図5は、図4のX軸を振れ量として変換した時の結果を示す。
図5の結果から、振れ量が大きいと帯電電位変動量が大きくなることが分かる。
The photosensitive member linear velocity is 244 mm / s, and the discharge voltage is such that the average charge potential for the peripheral length of the photoconductor measured by the surface
Note that the measurement position in the axial direction of the photosensitive member was the central portion of the photosensitive member.
Since the variation between the photosensitive member-charger distance can be regarded as the same as the change in the shake amount of the photosensitive member, FIG. 4 can be regarded as the amount of change in the charged potential when the shake amount changes. .
Therefore, it can be seen that the larger the shake amount, the larger the charged potential fluctuation amount.
FIG. 5 shows the result when the X-axis of FIG. 4 is converted as the shake amount.
From the results of FIG. 5, it can be seen that the amount of fluctuation of the charging potential increases as the amount of shake increases.
次に、感光体線速244mm/s、第1の表面電位計プローブ2で計測される感光体周長の帯電電位平均値が−800Vとなるような放電電圧で感光体を帯電させ、感光体周長分の3倍である942mmを帯電させた時の帯電電位を計測した結果と、変位センサで変位センサと感光体間距離を測定した結果のグラフを図6に示す。
Next, the photosensitive member is charged with a discharge voltage such that the average charged potential of the photosensitive member circumference measured by the first surface
図6では、感光体径方向角度は、変位センサと帯電電位計測プローブ(表面電位計プローブ)2の角度が45度異なる位置に設置されている為、帯電電位と変位センサの計測結果の対応が取れておらず、帯電電位の方が45度分遅れた時間に計測されている。
その為、帯電電位の結果を45度分の時間を早いほうにシフトして考慮して算出し、帯電電位と振れ量の対応関係を確認できるように変更した結果を図7に示す。
なお、感光体軸方向の測定位置は、感光体の中央部とした。
In FIG. 6, the photosensitive member radial direction angle is set at a position where the angle between the displacement sensor and the charged potential measuring probe (surface potential meter probe) 2 is different by 45 degrees. The charge potential is measured at a time delayed by 45 degrees.
Therefore, FIG. 7 shows a result obtained by changing the charging potential result so that the correspondence between the charging potential and the shake amount can be confirmed by calculating the result by shifting the time of 45 degrees earlier.
Note that the measurement position in the axial direction of the photosensitive member was the central portion of the photosensitive member.
図7の結果から、変位センサと感光体間距離は一定ではなく、変動している。その為、感光体が測定中に振れていることが分かる。また、距離が近くなると感光体の帯電電位が高くなっており、距離が離れると感光体の帯電電位が低くなっていることから、感光体の振れが帯電電位に大きく影響しており、帯電電位の変動量が大きい場合に、感光体が振れていることによって影響を受け、帯電電位の変動量が大きい場合があることが分かる。
その為、感光体の帯電電位変動量に関しては、感光体の特性によるものか、振れ等のセッティングによる問題かを区別して判断することは重要であることが分かる。
From the results of FIG. 7, the distance between the displacement sensor and the photoconductor is not constant but varies. Therefore, it can be seen that the photoconductor is shaken during the measurement. In addition, the charging potential of the photosensitive member increases as the distance decreases, and the charging potential of the photosensitive member decreases as the distance increases. Therefore, the shake of the photosensitive member greatly affects the charging potential. It can be seen that when the fluctuation amount of is large, there is a case where the fluctuation amount of the charging potential is large due to the influence of the shake of the photoconductor.
Therefore, it can be understood that it is important to distinguish and determine whether the charged potential fluctuation amount of the photosensitive member is due to characteristics of the photosensitive member or a problem due to setting such as shake.
図5と図7の結果からは、帯電電位変動量が大きい場合であっても、回転の振れ量が大きいことによる影響も受けており、従来は帯電電位変動量だけで感光体の問題を判断していたが、従来の判断方法は、振れ等のセッティング問題等によって生じる回転時の振れの影響等が排除された状態で測定ができないことが分かる。
その問題を解消するため、感光体と帯電器間の距離を常時変位センサで測定し確認する方法があるが、変位センサを取り付けておく必要があることと、その変位センサで計測した結果を処理する機構が必要となる。
From the results of FIG. 5 and FIG. 7, even when the charging potential fluctuation amount is large, it is also influenced by the large amount of rotation fluctuation. Conventionally, the problem of the photoconductor is determined only by the charging potential fluctuation amount. However, it can be seen that the conventional determination method cannot perform measurement in a state where the influence of shake during rotation caused by setting problems such as shake is eliminated.
To solve this problem, there is a method to constantly measure and confirm the distance between the photoconductor and the charger using a displacement sensor. However, it is necessary to attach the displacement sensor and process the results measured by the displacement sensor. A mechanism to do this is required.
本発明においては、電子写真用感光体表面の任意の位置Aでの実測帯電電位V1と、前記位置Aと同じ通過電流が流れた場合の別の位置Bについて算出された予測帯電電位V2とから電位差V3(|V2―V1|)を求める。なお、前記予測帯電電位V2は、位置Bにおける静電容量から算出することができる。
そして、この電位差V3の値に基づいて、計測装置側の問題によって帯電電位に変動が生じたか否かの判断が可能となる。
本発明者が検討したところ、実測帯電電位V1と振れ量には関係性が無く、実測帯電電位V1には、振れによる影響と感光体の問題を含んだ形での帯電電位となっている。
一方、電位差V3と振れ量の関係は、電位差V3が大きい程振れ量も大きくなっており関係性がある。
その為、電位差V3は、感光体特性によって生じる帯電電位差を含んでいない、計測装置側の問題によって発生する帯電電位差を予測していることが分かる。このことから、帯電電位実測値V1と予測帯電電位V2の電位差V3を計算することで、振れ量測定装置を設置せずに、計測装置側の問題によって生じる帯電電位差を把握することができる。
In the present invention, the measured charging potential V1 at an arbitrary position A on the surface of the electrophotographic photosensitive member and the predicted charging potential V2 calculated for another position B when the same passing current as the position A flows are used. The potential difference V3 (| V2-V1 |) is obtained. The predicted charging potential V2 can be calculated from the capacitance at the position B.
Based on the value of the potential difference V3, it is possible to determine whether or not the charging potential has changed due to a problem on the measurement device side.
As a result of investigation by the present inventors, there is no relationship between the measured charging potential V1 and the shake amount, and the measured charging potential V1 is a charging potential that includes the influence of the shake and the problem of the photoconductor.
On the other hand, the relationship between the potential difference V3 and the shake amount is related to the fact that the greater the potential difference V3, the greater the shake amount.
Therefore, it can be seen that the potential difference V3 does not include the charging potential difference caused by the characteristics of the photoconductor, and predicts the charging potential difference caused by the problem on the measuring apparatus side. From this, by calculating the potential difference V3 between the measured charged potential V1 and the predicted charged potential V2, it is possible to grasp the charged potential difference caused by the problem on the measuring device side without installing the shake amount measuring device.
次に、実施例に基づいて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。 EXAMPLES Next, although this invention is demonstrated concretely based on an Example, this invention is not limited at all by these Examples.
次に、実施例1について説明する。
図1から図3と同様の特性評価装置(自社で設計製作した評価装置を使用)を使用し、リコー imagio MF7070に搭載された感光体ドラムと同じ材料・処方構成の感光層を塗った感光体ドラム(ドラム直径100mm、ドラム全長360mm、)を使用して特性評価を行った。
ドラム軸方向180mmの位置で、感光体周方向4点(0°・90°・180°・270°)の表面電位と通過電流結果から静電容量を算出した結果を表1に示す。尚、帯電開始から3周目分までのデータから静電容量を算出した。
Next, Example 1 will be described.
Photoreceptor coated with a photosensitive layer of the same material and formulation as the photoconductive drum mounted on Ricoh imgio MF7070, using the same characteristic evaluation apparatus as in FIGS. 1 to 3 (using an evaluation apparatus designed and manufactured in-house) Characteristic evaluation was performed using a drum (drum
Table 1 shows the result of calculating the capacitance from the surface potential and the passing current result at four points (0 °, 90 °, 180 °, 270 °) in the circumferential direction of the photosensitive member at a position 180 mm in the drum axis direction. The capacitance was calculated from data from the start of charging to the third round.
次に、感光体周方向位置0°での通過電流測定結果Ia(800V付近に帯電したときのデータ)を使用し、他のポイント(90°・180°・270°)で通過電流がIaと仮定した場合の各ポイントでの予測帯電電位V2を、静電容量と(I)式と(II)式から算出した結果を表1に示す。更に実測帯電電位V1と予測帯電電位V2との電位差V3(|V2−V1|)を表1に示す。
Next, using the passing current measurement result Ia (data when charged to the vicinity of 800 V) at the
帯電器6に接続されている高圧電源、表面電位計、表面電位計プローブ3,17はTREK社製を使用した。
帯電器6は内製したスコロトロン帯電器、除電用光源(除電器)5には波長660nmのラインLED、モーター13はオリエンタル社製モーター、それ以外の信号処理回路等は全て内製して製作した特性評価装置を使用した。
なお評価条件は以下の通りとした。
ドラム回転数:200rpm
表面電位・通過電流サンプリング間隔:0.01sec
帯電器と感光体の間の距離:1mm
設定放電電流;−127.3[nA/cm2]
この条件での感光体回転数での電位差は、何れの感光体もドラム1周目と2周目の電位差は約150Vであり、ドラム2周目と3周目の電位差は約110Vであった。
また、静電容量は、式(I)、式(II)及び図8の算出方法に基づいて求めた。
The high voltage power source, surface potential meter, and surface
The charger 6 is an in-house manufactured scorotron charger, the static elimination light source (static neutralizer) 5 is a line LED with a wavelength of 660 nm, the
The evaluation conditions were as follows.
Drum rotation speed: 200rpm
Surface potential / passing current sampling interval: 0.01 sec
Distance between charger and photoconductor: 1mm
Set discharge current; -127.3 [nA / cm 2 ]
With respect to the potential difference at the rotational speed of the photosensitive member under these conditions, the potential difference between the first and second rounds of the drum is about 150 V and the potential difference between the second and third rounds of the drum is about 110 V. .
Moreover, the electrostatic capacitance was calculated | required based on the calculation method of Formula (I), Formula (II), and FIG.
但し、静電容量算出時の全ての表面電位に関しては、初期表面電位を減算した値を使用し、且つ電荷量の計算には、1周前の電荷量を加算した値を電荷量として使用した。
尚、帯電器と感光体との間の距離を測定するために、キーエンス社製の非接触型渦電流式変位センサを帯電器と同じ径方向の角度で設置して予め測定を実施しておいた結果を表1の振れ量に示す。但し、実施例1での確認時には、変位センサを取り外して測定を行った。
However, for all surface potentials when calculating the capacitance, a value obtained by subtracting the initial surface potential was used, and for the calculation of the charge amount, a value obtained by adding the charge amount of the previous round was used as the charge amount. .
In order to measure the distance between the charger and the photosensitive member, a non-contact eddy current displacement sensor manufactured by Keyence Corporation was installed at the same radial angle as the charger, and measurement was performed in advance. The results are shown in Table 1. However, at the time of confirmation in Example 1, the measurement was performed with the displacement sensor removed.
表1の結果から、帯電電位実測値V1と振れ量には関係性が無く、帯電電位実測値V1には、振れによる影響と感光体の問題を含んだ形での帯電電位となっている。一方、電位差V3と振れ量の関係は、電位差V3が大きい程振れ量も大きくなっており関係性がある。
その為、電位差V3は、感光体特性によって生じる帯電電位差を含んでいない、計測装置側の問題によって発生する帯電電位差を予測していることが分かる。このことから、帯電電位実測値V1と予測帯電電位V2の電位差V3を計算することで、振れ量測定装置を設置せずに、計測装置側の問題によって生じる帯電電位差を把握することができる。
From the results shown in Table 1, there is no relationship between the measured charging potential value V1 and the shake amount, and the charged potential measured value V1 is a charging potential that includes the influence of shaking and problems with the photoconductor. On the other hand, the relationship between the potential difference V3 and the shake amount is related to the fact that the greater the potential difference V3, the greater the shake amount.
Therefore, it can be seen that the potential difference V3 does not include the charging potential difference caused by the characteristics of the photoconductor, and predicts the charging potential difference caused by the problem on the measuring apparatus side. From this, by calculating the potential difference V3 between the measured charged potential V1 and the predicted charged potential V2, it is possible to grasp the charged potential difference caused by the problem on the measuring device side without installing the shake amount measuring device.
1 感光体ドラム
2 第1の表面電位計プローブ
3 露光装置
4 第2の表面電位計プローブ
5 除電器
6 帯電器
7 NDフィルタ
8 レーザーダイオード
9 ロータリソレノイド
10 ポリゴンミラー
11 モーター
12 コントローラ
13 主軸
14 ベルト
15 ドラムチャック治具
16 面板
17 面板
18 信号処理回路
19 A/D変換器
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