(57)【要約】【課題】  被測定物を非接触手で、測定精度を向上させた測定装置の提案。【解決手段】  被測定物の表面が帯電している前記被測定物の表面に非接触で対向するセンサを有し、前記センサと、前記被測定物の表面とが相対的に移動することで被測定物の表面電位の変化を前記センサに発生する誘導電流として測定する測定装置であって、前記測定装置は、前記センサを保持する吸引ブロックを有し、前記吸引ブロックは、内部に圧縮気体の流路と前記被測定物に対向する吸引面とを有し、前記吸引面は、前記被測定物と前記吸引面が近接することによって形成される隙間に圧縮気体を噴出する圧縮気体噴出口を有し、前記被測定物の表面と前記センサとの距離が、前記被測定物の表面と前記吸着面との距離より短いことを特徴とする測定装置。【選択図】  図１
2020197386.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
被測定物の表面が帯電している前記被測定物の表面に非接触で対向するセンサを有し、
前記センサと、前記被測定物の表面とが相対的に移動することで被測定物の表面電位の変化を前記センサに発生する誘導電流として測定する測定装置であって、
前記測定装置は、前記センサを保持する吸引ブロックを有し、
前記吸引ブロックは、内部に圧縮気体の流路と前記被測定物に対向する吸引面とを有し、
前記吸引面は、前記被測定物と前記吸引面が近接することによって形成される隙間に圧縮気体を噴出する圧縮気体噴出口を有し、
前記被測定物の表面と前記センサとの距離が、前記被測定物の表面と前記吸引面との距離より短いことを特徴とする測定装置。
【請求項２】
前記圧縮気体噴出口は、前記センサを包囲するように配置されている請求項１に記載の測定装置。
【請求項３】
前記圧縮気体噴出口は、前記センサに対して、対称になるように配置されている請求項１に記載の測定装置。
【請求項４】
前記被測定物の表面と前記センサとの距離が、１０μｍ以上４５μｍ以下である請求項１〜３のいずれか１項に記載の測定装置。
【請求項５】
前記測定装置は、電子写真感光体の欠陥を検出する測定装置であって、
前記電子写真感光体の表面を帯電させる帯電手段と、
前記センサに誘導された誘導電流を検知する手段と
を有する請求項１〜４のいずれか１項に記載の電子写真感光体の欠陥を検出する測定装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、非接触で被測定物を測定するための測定装置に関し、特に被測定物として電子写真感光体の微小欠陥を非接触で測定可能な測定装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
被測定物に対し、機能デバイスの場合においてはその特性に関する種々の性能評価、又は欠陥の有無の判断が測定装置によって行われている。
【０００３】
例えば、被測定物が電子写真感光体の場合、適用される電子写真プロセスに応じた帯電特性、感光特性などの性能評価や、電子写真感光体に存在する欠陥の有無の判断が測定装置によって行われる。
【０００４】
電子写真感光体の欠陥のうち、視覚的に検出できるものは容易に測定が行われるが、微小なピンホールや突起などの存在や、細線のような、微小な静電潜像が正確に形成されているか否かを測定装置によって検出することは容易ではない。
【０００５】
更に、電子写真感光体は、電子写真装置内で使用すると、帯電、現像、転写及びクリーニング手段など何らか電子写真感光体と接触する部材により摺擦され摩耗する。その結果、初期には画像欠陥を生じなかったものが、使用期間が経過した場合、電荷保持能力が低下して画像欠陥を生じるものとなる場合が有る。
【０００６】
上記した様な微小な欠陥及び静電潜像の電位変化を測定するために次のような技術が開示されている。
【０００７】
まず、検知電極に電子写真感光体表面との接触部を有する誘電体部分を設けることで、感光体表面の微小な電位変化を測定し、微小な欠陥及び静電潜像の電位変化を測定する技術が開示されている（特許文献１参照）。
【０００８】
さらに、検知部材の表面とデバイスの隙間に気体を流すことで発生する吸引力と反発力（ベルヌーイ効果）を利用する装置であって、検知部材の表面とデバイスとを非接触で一定の距離を保持し電荷欠陥スポットを測定する技術が開示されている（特許文献２参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００９】
【特許文献１】特開２００４−７７１２５号公報
【特許文献２】特開平１１−２３１５８８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
上記の技術により、非接触で被測定物の諸特性を測定することが可能となった。
【００１１】
一方、近年、例えば、電子写真装置の画像特性向上のために電子写真装置内の光学露光装置、現像装置、転写装置等の改良がなされた結果、電子写真感光体においても従来以上の画像特性の向上が求められるようになった。
【００１２】
そのため、これまで以上に微細な欠陥や静電潜像の測定において、従来以上の測定精度の向上が求められている。
【００１３】
しかし、上記のように気体を用いて被測定物の表面と非接触で一定の距離を保持し測定する場合、測定精度を向上するという観点で、改良の余地がある。
【００１４】
従って、被測定物を非接触手で、測定精度を向上させた測定装置の早期実現が望まれていた。
【００１５】
そこで、本発明は上記課題の解決を目的とするものである。
【課題を解決するための手段】
【００１６】
上述した目的を達成するため、本発明に係る測定装置は、
被測定物の表面が帯電している前記被測定物の表面に非接触で対向するセンサを有し、
前記センサが、前記被測定物の表面に相対的に移動して被測定物の表面電位の変化を前記センサに発生する誘導電流として測定する測定装置であって、
前記測定装置は、前記センサを保持する吸引ブロックを有し、
前記吸引ブロックは、内部に圧縮気体の流路と前記被測定物に対向する吸引面とを有し、
前記吸引面は、前記被測定物と前記吸引面が近接することによって形成される隙間に圧縮気体を噴出する圧縮気体噴出口を有し、
前記被測定物の表面と前記センサとの最短距離が、前記被測定物と前記吸引面との最短距離より短いことを特徴とする。
【発明の効果】
【００１７】
本発明によれば、被測定物を非接触で、測定精度を向上させた測定装置を提供することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】本発明の測定装置として適用される、電子写真感光体の欠陥を検出するための測定装置の模式図、（ａ）正面から見た模式図、（ｂ）図（ａ）をＡ方向から見た断面図
【図２】本発明のセンサを被測定物の表面に近接させる方法の概略図、（ａ）カンチレバー式アームを持ち上げた状態の図、（ｂ）カンチレバー式アーム徐々に下げた状態の図、（ｃ）圧縮空気を供給した時の状態の図、（ｄ）電子写真感光体の表面と吸引ブロックの吸引面が所定の距離を保持した状態の図
【図３】本発明の電子写真感光体の欠陥測定装置を使用し、誘導電流を測定して電子写真感光体の表面の欠陥を検出した検出結果の一例を示す図、（ａ）誘導電流の波形を示す図、（ｂ）図（ａ）のデータを積分解析した後の波形を示す図
【図４】本発明に係る吸引ブロックの別例の模式図、（ａ）正面から見た模式図、（ｂ）図（ａ）をＢ方向から見た模式図、（ｃ）図（ａ）をＡ方向から見た模式図
【図５】本発明の吸引機構のさらに別例の模式図、（ａ）正面から見た模式図、（ｂ）図（ａ）をＢ方向から見た模式図、（ｃ）図（ａ）をＡ方向から見た模式図
【発明を実施するための形態】
【００１９】
図１は本発明の測定装置として、電子写真感光体の欠陥測定装置の実施の一形態を表す模式図を示す。図１における（ａ）は正面から見た模式図、（ｂ）は（ａ）をＡ方向から見た断面図で電子写真感光体の表面近傍を拡大して示してある。
【００２０】
図１に示す電子写真感光体の欠陥測定装置において、１０１は複写機等の電子写真装置に用いられる電子写真感光体であり、１０２は電子写真感光体１０１の表面を示している。電子写真感光体１０１の外周部には、前露光手段１０３、帯電手段１０４および欠陥検出手段１０５が配置されている。
【００２１】
欠陥検出手段１０５は、吸引機構１２０と検出機構１３０を有している。
【００２２】
吸引機構１２０は、圧縮空気供給装置１２１、供給配管１２２、流量制御装置１２３、吸引ブロック１２４から構成されている。吸引ブロック１２４には、内部に圧縮空気の流路１２５が設けられており、電子写真感光体１０１と対向する吸引面１２６に設けられた圧縮気体噴出口１２７と連通している。
【００２３】
圧縮空気供給装置１２１から供給された圧縮空気は、流量制御装置１２３で所定の流量に制御されて、供給配管１２２を通して流路１２５を通り、圧縮気体噴出口１２７から電子写真感光体１０１の表面１０２に向かって放出される。圧縮空気の流れを図中矢印で示す。
【００２４】
検出機構１３０は、センサ１３１、誘導電流検知手段１３２を有し、センサ１３１により得られた信号はライン１３３を通じて誘導電流検知手段１３２に送られる。
【００２５】
センサ１３１は台座１３４に取り付けることで、吸引機構１２０の吸引ブロック１２４に保持されている。
【００２６】
センサ１３１は図１（ｂ）に示すとおり、センサ１３１を吸引面１２６から突出させることで、電子写真感光体１０１の表面１０２とセンサ１３１との距離が、電子写真感光体１０１の表面１０２と吸引面１２６との距離より、短くなっている。
【００２７】
ここで、本発明において、被測定物の表面（例えば、電子写真感光体１０１の表面）とセンサ（例えば、センサ１３１）との距離とは、被測定物の表面上の任意の点とセンサ上の任意の点との距離における最短距離をいう。又、被測定物の表面（例えば、電子写真感光体１０１の表面）と吸引面（例えば、吸引面１２６）との距離とは、被測定物の表面上の任意の点と吸引面上の任意の点との距離における最短距離をいう。
【００２８】
１４０は、欠陥検出手段１０５を被測定物である電子写真感光体１０１の表面１０２に近接させる近接手段である。
【００２９】
１４１は、カンチレバー式アームで、一方の端部は欠陥検出手段１０５の吸引ブロック１２４に接続することで、欠陥検出手段１０５を支持している。
【００３０】
欠陥検出手段１０５と反対側のカンチレバー式アーム１４１の端部は、パイロン１４２を通って延在するピボットピン１４３により枢支される。ピボットピン１４３によりカンチレバー式アーム１４１の反対側端部は垂直方向に自由に移動することができる。
【００３１】
１４４は、位置決めピンで、支持板１４５から突出することで、カンチレバー式アーム１４１と接触することで、カンチレバー式アーム１４１を垂直方向の下側に移動するのを規制することができる。これにより一次的にカンチレバー式アーム１４１の位置を固定することで、欠陥検出手段１０５の位置を固定することができる。
【００３２】
さらに、位置決めピン１４４は、支持板１４５側に引っ込むことが可能で、カンチレバー式アーム１４１の垂直方向の下側方向への規制を解除することができる。
【００３３】
１５０は回転手段であり、回転軸１５１を介して、電子写真感光体１０１を回転方向Ｒに回転可能な構成となっている。
【００３４】
欠陥検出手段１０５は移動手段（図示せず）に接続されており、電子写真感光体１０１の長手方向Ｘに自由に移動し、電子写真感光体１０１の長手方向に走査できる構成になっている。
【００３５】
例えば、センサと被測定物の表面とが、相対的に移動するとは、センサが停止して被測定物（例えば電子写真感光体１０１）が回転する場合、又は、センサが、水平方向に移動しかつ被測定物が回転する場合をいう。
【００３６】
このような本発明の測定装置を用いて、電子写真感光体１０１の欠陥を測定する方法の一例を、説明する。
【００３７】
図２は、欠陥検出手段１０５を被測定物である電子写真感光体１０１の表面１０２に近接させる方法を示した、模式図である。
【００３８】
図２（ａ）に示すように、カンチレバー式アーム１４１を持ち上げて、欠陥検出手段１０５を電子写真感光体１０１が設置される位置から離しておく。その状態で、回転軸１５１に電子写真感光体１０１を設置する。そして、電子写真感光体１０１の外周部の所定の位置に、前露光手段１０３、帯電手段１０４を配置する。
【００３９】
次に、近接手段１４０の位置決めピン１４４を支持板１４５から突出させた状態で、カンチレバー式アーム１４１を位置決めピン１４４に接触するまで徐々に下げていく。
【００４０】
図２（ｂ）にこのときの様子を示す。このとき、電子写真感光体１０１の表面１０２とセンサ１３１との距離は、実際に測定する場合の距離より長い状態にしておく。
【００４１】
例えば、測定時の電子写真感光体１０１の表面１０２とセンサ１３１との距離が３０μｍの場合には、図２（ｂ）の時には、５００μｍとしておく。
【００４２】
この状態で、圧縮空気供給装置１２１を作動し、供給配管１２２に例えば０．５ＭＰａの圧縮空気を供給する。供給された圧縮空気は流量制御装置１２３で例えば８０Ｌ／ｍｉｎに制御され、吸引ブロック１２４の流路１２５に供給される。流路１２５に供給された圧縮空気は圧縮気体噴出口１２７から電子写真感光体１０１の表面１０２に向かって放出される。
【００４３】
図２（ｃ）にこのときの様子を示す。図２（ｃ）中矢印は、圧縮空気の流れを示す。
【００４４】
次に位置決めピン１４４を徐々に、支持板１４５内に引っ込めていき、支持板１４５内に完全に引っ込める。それに伴い吸引ブロック１２４は徐々に電子写真感光体１０１の表面に接近し、さらにカンチレバー式アーム１４１が垂直方向に自由となる。
【００４５】
この時、圧縮気体噴出口１２７から放出された圧縮空気は電子写真感光体１０１の表面１０２と、吸引ブロック１２４の吸引面１２６との間の空間を高速で通過する。それにより、ベルヌーイ効果が生じ電子写真感光体１０１の表面１０２と、吸引ブロック１２４の吸引面１２６との間の空間に圧力の低下が生じる。
【００４６】
この圧力低下により電子写真感光体１０１の表面１０２と、吸引ブロック１２４の吸引面１２６との間で吸引力が働く。この吸引力と電子写真感光体１０１の表面１０２と、吸引ブロック１２４の吸引面１２６との間の空気層による反発力との相互作用により、電子写真感光体１０１の表面１０２と吸引面１２６は所定の距離を維持することとなる。
【００４７】
この様な状態で、例えば電子写真感光体１０１の表面１０２と吸引面１２６との距離が、１５０μｍに維持される場合は、吸引面１２６に対しセンサ１３１を１２０μｍ突出させる。その結果、電子写真感光体１０１の表面１０２とセンサ１３１との距離が３０μｍに維持されることになる。
【００４８】
図２（ｄ）にこのときの様子を示す。
【００４９】
次に、モータである回転手段１５０を駆動して、電子写真感光体１０１を回転方向Ｒに所定の速度で回転させる。回転が安定したところで、帯電手段１０４と前露光手段１０３を駆動させて、電子写真感光体１０１を所定の電位に帯電させる。
【００５０】
帯電手段１０４としては、特に制限はなく、コロトロン帯電器、スコロトロン帯電器または、ローラー帯電器等が用いられる。
【００５１】
前露光手段１０３としては、特に制限はなく、ＬＥＤ、レーザー光、ハロゲンランプのようなアナログ光、アナログ光をフィルタや回析格子などを使って単色光とした光等を、用いても良い。
【００５２】
電子写真感光体１０１を回転させると、偏芯により、表面１０２は吸引面１２６に近づいたり、離れたりしようとする。しかし、表面１０２と吸引面１２６が近づこうとすると、前述の空気層の影響で接近することが抑制される。また、表面１０２と吸引面１２６が離れようとすると、前述の吸引力の影響で離れることが抑制される。この結果、電子写真感光体１０１を回転させた場合でも、電子写真感光体１０１の表面１０２と吸引面１２６は所定の距離を維持することか出来る。
【００５３】
このように電子写真感光体１０１が回転し、センサ１３１と電子写真感光体１０１の表面１０２との間に相対移動が生じる。その結果、電子写真感光体１０１の表面電位の微小変化量をｄＶ、相対移動速度をｄｘ／ｄｔとすると、センサには、ｄＶ／ｄｔ＝（ｄＶ／ｄｘ）・（ｄｘ／ｄｔ）に比例する誘導電流が発生する。
【００５４】
このため、例えば電子写真感光体１０１に球状突起などに起因する電気的な微小欠陥が存在した場合には、その欠陥を誘導電流として検出することができる。本発明の測定装置においては相対移動速度を任意に設定できるため、検出した誘導電流には表面電位の傾きに関する情報が含まれている。この情報を解析することにより、電子写真感光体１０１の表面１０２に存在する微小欠陥の大きさや数などを知ることができる。
【００５５】
同様に、例えば電子写真感光体１０１に、静電潜像を形成した場合の潜像電位分布を誘導電流として検出することができる。この情報を解析することにより、電子写真感光体１０１に形成された潜像の大きさや、潜像のエッジ部分のシャープ度合などを知ることができる。
【００５６】
図３に、図１に示した電子写真感光体の欠陥測定装置を使用して実際に電子写真感光体１０１に存在する欠陥である球状突起を検出した結果を示す。
【００５７】
図３において（ａ）はセンサ１３１で検出された誘導電流の信号を、誘導電流検知手段１３２にて、増幅器や抵抗を用いてセンサの出力電圧とした波形を示している。横軸には測定時間を示し、縦軸に前記のセンサの出力電圧としている。また、（ｂ）は（ａ）のデータを積分解析した後の波形で電子写真感光体１０１の表面電位の分布を示している。横軸は電子写真感光体１０１の位置を示し、縦軸は表面電位を示す。
【００５８】
図３（ａ）に示すように、検出した欠陥部分からの信号の強度が最小となる時刻から最大となる時刻までの時間Δｔを算出し、このΔｔと相対移動速度との関係に基づいて検出した欠陥の大きさを判別することができる。
【００５９】
また、図３（ｂ）に示すように、図３（ａ）の検出信号波形を積分解析して表面電位分布を求める。この表面電位分布の半値幅（Ｆｕｌｌ  Ｗｉｄｔｈ  ａｔ  Ｈａｌｆ  Ｍａｘｉｍｕｍ、ＦＷＨＭ）などにより、検出した欠陥の大きさを判別することもできる。
【００６０】
本発明においては、センサ１３１は、吸引機構１２０の吸引面１２６より、突出させることで、測定の再現性、安定性が向上することで、測定精度が向上する。
【００６１】
この理由を、以下に示す。前述のようにベルヌーイ効果を発生させ、表面１０２と吸引面１２６との間で吸引力を生じさせるためには、被測定物の表面１０２と吸引面１２６の間に、高速に気体を流す必要がある。この吸引力は、気体の流速の２乗に比例することが知られている。よって、表面１０２の変動に対して吸引面１２６を素早くかつ安定的に追従させるためには、気体の流速を早めて、前述の吸引力と、空気層による反発力を高めることが重要となる。
【００６２】
本発明者らが表面１０２の変動に対する追従性に関し、気体の流速、吸引ブロック１２４の質量等に関し鋭意検討を行った。その結果吸引面１２６と表面１０２が近づき過ぎると（具体的には、９０μｍ以下）、安定して追従し難い場合があることが判った。
【００６３】
この理由に関しては不明だが、以下のように考える。気体の流速を低下させることで吸引面１２６と表面１０２が接近するが、前述の吸引力が低下することで追従性が低下してしまうと考えられる。また、吸引ブロック１２４の質量を増やすことで吸引面１２６と表面１０２が接近するが、質量が増えることで、前述の空気層による反発力による追従性が低下したと考えられる。
【００６４】
本発明において、吸引面１２６と被測定物の表面１２６との距離は１００μｍ以上２００μｍ以下であることが好ましい。
【００６５】
その一方、微小な欠陥を検出するためには、被測定物の表面１０２とセンサ１３１との最短距離が短くし検出分解能を向上させる必要がある。以上から、吸引ブロック１２４の吸引面１２６と表面１０２との距離はある程度離し、表面１０２とセンサ１３１の距離を近づけることが重要である。このような構成を達成するためには、センサ１３１は、吸引機構１２０の吸引面１２６より、突出させる必要がある。
【００６６】
本発明において、被測定物の表面１０２とセンサ１３１との最短距離は、長くなると検出分解能が低下するため、微小な欠陥の検出が困難になる場合が有る。また、短くなると被測定物の表面１０２とセンサ１３１が接触する場合が有る。よって、被測定物の表面１０２とセンサ１３１との最短距離は、１０μｍ以上、１００μｍ以下が好ましい。より好ましくは、１０μｍ以上４５μｍ以下である。
【００６７】
本発明においてセンサ１３１としては、誘導電流を測定可能ならば特に制限はなく、導電性ワイヤーや、絶縁体に導電材料を蒸着したものでも良い。
【００６８】
導電性ワイヤーを用いる場合、ワイヤー径を小さくすると信号強度が低下する懸念がある。また、ワイヤー径を大きくすると検出分解能が低下するため、微小な欠陥の検出が困難になる場合が有る。よってワイヤー径は、φ１０μｍ以上φ１００μｍ以下が好ましい。
【００６９】
ワイヤーの相対移動方向を横切る方向における長さ、即ち上記電子写真感光体の欠陥測定装置の場合は、電子写真感光体１０１の長手方向における長さは、短くすると信号強度が低下する懸念がある。また、長くするとワイヤーの直線性や被測定物表面との平行性が困難になる場合がある。また検出分解能が低下するため、微小な欠陥の検出が困難になる場合が有る。よってワイヤーの相対移動方向を横切る方向における長さは０．２ｍｍ以上１００ｍｍ以下が好ましい。
【００７０】
本発明において、センサ１３１は、被測定物の表面１０２と略平行で、相対移動方向に対して略垂直となるように設置する方が、検出精度の面で好ましい。
【００７１】
本発明において、圧縮気体噴出口１２７に供給される圧縮空気の供給圧力は、被測定物１０１の表面１０２と、吸引ブロック１２４の吸引面１２６との間の空間に気体を高速で通過させて、ベルヌーイ効果を充分発生させることが可能であれば特に制限はない。例えば、供給圧力は、０．２ＭＰａ以上１０ＭＰａ以下で設定される。
【００７２】
また、圧縮気体噴出口１２７に供給される圧縮空気の流速も、被測定物１０１の表面１０２と、吸引ブロック１２４の吸引面１２６との間の空間に気体を高速で通過させて、ベルヌーイ効果を充分発生させることが可能であれば特に制限はない。例えば、流速は、１０Ｌ／ｍｉｎ以上３００Ｌ／ｍｉｎ以下で設定される。
【００７３】
図４は、図１の本発明の吸引ブロック１２４の別の実施の一形態を表す模式図を示す。
【００７４】
図４における（ａ）は正面から見た模式図、（ｂ）は（ａ）をＢ方向から見た模式図、（ｃ）は（ａ）をＡ方向から見た模式図を示してある。
【００７５】
図４に示す吸引ブロック４２４には、内部に圧縮空気の流路４２５が設けられており、被測定物と対向する吸引面４２６には、センサ４３１を包囲するように圧縮気体噴出口４２７が複数設けられている。
【００７６】
流路４２５は、供給配管４２２に接続された直管部４２５−１と、直管部４２５−１を中心に同心円上に流路が構成された分配部４２５−２と、傾斜を持って圧縮気体噴出口４２７に連通する接続部４２５−３で構成されている。接続部４２５−３は、分配部４２５−２からセンサ４３１から離れるように傾斜がつけられている。図４の構成にすることで、流路４２５に導入された気体は、センサ４３１を包囲するように吸引面４２６から放出され、さらにセンサ４３１方向には流れ難くなっている。
【００７７】
さらに、図５は、本発明の吸引ブロック１２４の別の実施の一形態を表す模式図を示す
図５における（ａ）は正面から見た模式図、（ｂ）は（ａ）をＢ方向から見た模式図、（ｃ）は（ａ）をＡ方向から見た模式図を示してある。
【００７８】
図５に示す吸引ブロック５２４には、内部に圧縮空気の流路５２５が設けられており、被測定物と対向する吸引面５２６には、センサ５３１に対して線対称となるように圧縮気体噴出口５２７が複数設けられている。
【００７９】
流路５２５は、供給配管１２２に接続された直管部５２５−１と、直管部４２５−１からセンサ５３１に対して線対称となるように分岐した分配部５２５−２と、傾斜を持って圧縮気体噴出口５２７に連通する接続部５２５−３で構成されている。接続部５２５−３は、分配部５２５−２からセンサ５３１から離れるように傾斜がつけられている。図５の構成にすることで、流路５２５に導入された気体は、センサ５３１に対して対称に吸引面４２６から放出され、さらにセンサ５３１方向には流れ難くなっている。
【００８０】
図１に示した構成の場合、図中矢印で示したように、気体が高速に流れる経路上にセンサ１３１が存在する。この場合気流の乱れが生じる場合が有る。それ結果、ベルヌーイ効果による吸引力や空気層による反発力に影響を及ぼす場合が有る。
【００８１】
図４および図５に示した構成の場合、センサ４３１、センサ５３１向かって高速に流れる気体が減少する。更に、センサ４３１を取り囲むように気体が放出され、あるいは、センサ５３１に対して対称に気体が放出される。よって、図１の構成のようにセンサ１３１の存在による気流の乱れが大幅に低減される。その結果、測定時の再現性、安定性が向上する。
【００８２】
吸引ブロック１２４、４３１、５３１を構成する材料としては、特に制限はなく、銅、アルミニウム、ニッケル、コバルト、鉄、クロム、モリブデン、チタン、マクネシウムやこれらの合金を用いることができる。中でも、軽量化を考慮するとアルミニウム、チタン、マクネシウムやこれらの合金が優れている。
【００８３】
また、ポリエステル、ポリアミド等の合成樹脂のフィルムまたはシート、ガラス、セラミック等の電気絶縁性材料を用いることができる。
【００８４】
吸引ブロック１２４、４３１、５３１の吸引面１２６、４２６、５２６は、被測定物の表面１２６と略平行とする方が好ましい。例えば被測定物が、前述の電子写真感光体１０１の様に対向する面が曲面の場合、同一の曲率面としても良いし、空気層で距離が離れている分を考慮した曲率面としても良い。
【００８５】
本発明の測定装置において、誘導電流は上述のように相対移動速度に比例している。つまり、相対移動速度を速くすると、信号強度が増大しＳ／Ｎの良い信号を得ることができる。しかしながら、速過ぎると、接続している回路要素などに起因する時定数の影響により、かえってＳ／Ｎが悪くなる場合がある。このため、相対移動速度は好ましくは５０ｍｍ／ｓｅｃ以上、より好ましくは１５０ｍｍ／ｓｅｃ以上である。また上記の点から、相対移動速度は２０００ｍｍ／ｓｅｃ以下が好ましく、１０００ｍｍ／ｓｅｃ以下がより好ましく用いられる。
【実施例】
【００８６】
以下、実施例により本発明をさらに詳細に説明するが、本発明はこれらによって何ら限定されるものではない。なお、以下の説明では上述した実施形態において示したのと同じ部分に対しては同じ符号を用いて説明する。
【００８７】
〔実施例１〕
図１に示した感光体欠陥測定装置を用いて電子写真感光体１０１の欠陥測定を行った。
【００８８】
欠陥検出手段１０５は図１に示した構成とし、センサ１３１はφ３０μｍの金メッキタングステンワイヤー、電子写真感光体１０１の長手方向に対する長さは５０ｍｍとした。
【００８９】
台座１３４を吸引面１２６から９０μｍ突出させ、台座１３４にセンサ１３１を這わせた。このような構成とすることで、センサ１３１の先端は吸引面１２６から１２０μｍ突出させた。
【００９０】
供給配管１２２に０．５ＭＰａの圧縮空気を供給し、供給された圧縮空気は流量制御装置１２３で８０Ｌ／ｍｉｎに制御し、吸引ブロックの流路１２５に供給した。
【００９１】
そして前述の図２で示したように、電子写真感光体１０１の表面１０２にセンサ１２３を非接触で近接させた。この時、電子写真感光体１０１の表面１０２と吸引面１２６との距離は１５０μｍで、電子写真感光体１０１の表面１０２とセンサ１３１との距離が３０μｍであった。
【００９２】
以上の構成において、感光体を６０［ｍｍ／ｓｅｃ］の速度で回転させて、帯電手段１０４として用いたコロトロン帯電器および、前露光手段１０３として用いた波長６８０ｎｍのＬＥＤを駆動させた。電子写真感光体１０１の表面電位を６００Ｖになるように調整した。
【００９３】
その後、電子写真感光体１０１の一方の端部側から誘導電流の測定を開始し、電子写真感光体１０１の１周分の測定が終了したら、電子写真感光体１０１の長手方向に欠陥検出手段１０５を４５ｍｍ移動させて、再び誘導電流の測定を行った。繰り返し行い、電子写真感光体１０１の画像領域３００ｍｍを走査し、欠陥の大きさと数とを測定した。
【００９４】
本実施例では電子写真感光体１０１は、ネガ帯電用のアモルファスシリコン電子写真感光体を用いた。本実施例で使用した電子写真感光体１０１は、欠陥となる大きさが１５μｍ以上の球状突起が１３個存在している。
【００９５】
以上の欠陥評価を繰り返し１０回行った。
そして、「欠陥の数の再現性」と「欠陥の大きさ再現性」に関して以下の評価を行った。
【００９６】
「欠陥の数の再現性」
１０回の測定において、欠陥の数を１３個とカウントした回数。
【００９７】
◎…１０回
○…９回
△…５回以上８回以下
×…４回以下
【００９８】
「欠陥の大きさの再現性」
各欠陥の大きさをそれぞれ測定し、１０回の測定において、各欠陥の大きさのＭＡＸ値とＭＩＮ値の差を算出し、そのなかで最大の値。
比較例１で得られた値を１００とした時
◎…５０以下
○…５１以上８０以下
△…８１以上１２０以下
×…１２１以上
【００９９】
「総合判定」
上記、「欠陥の数の再現性」と「欠陥の大きさの再現性」の結果で
◎…すべて◎
○…◎と○
△…○と△
×…△と×
得られた結果について表１に示す。
【０１００】
〔比較例１〕
実施例１と同様の装置を用い、実施例１と同様の測定を行った。
【０１０１】
但し、本比較例においては、台座１３４なくし、吸引面１２６に深さ３０ｍｍの溝を設け、そこにセンサ１３１を埋め込むように設置し、吸引面１２６とセンサ１３１の端部を同一面とした。圧縮空気の供給条件は実施例１と同じとした。そして前述の図２で示したように、電子写真感光体１０１の表面１０２にセンサ１３１を非接触で近接させた。この時、電子写真感光体１０１の表面１０２と吸引面１２６との距離は１５０μｍで、同様に電子写真感光体１０１の表面１０２とセンサ１３１との距離が１５０μｍであった。
【０１０２】
得られた結果を表１に示す
〔比較例２〕
比較例１と同様の装置を用い、比較例１と同様の測定を行った。
【０１０３】
但し、本比較例においては、圧縮空気の流量を低下させることで、電子写真感光体１０１の表面１０２と吸引面１２６との距離を調整した。そして、電子写真感光体１０１の表面１０２とセンサ１３１との距離を３０μｍとした。
【０１０４】
得られた結果を表１に示す。
【０１０５】
【表１】
2020197386.tif 000003
【０１０６】
表１から明らかなように、本発明は欠陥の数および欠陥の大きさを再現性良く測定することが可能である。
【０１０７】
この原因に関しては以下のように考えている。
【０１０８】
本発明の実施例１においては、センサ１３２と電子写真感光体１０１の表面との距離が３０μｍと近接している。よって充分な検出分解能が得られるので、欠陥の数に関しては、１０回とも見逃すことなく正確にカウントすることが可能である。一方比較例１においては、１０回の繰り返し測定で、半分の５回欠陥の数を１〜２個少なくカウントしていた。それら見落とした欠陥に関して調べたところ、大きさがすべて１５μｍから２０μｍの比較的小さめの欠陥であった。比較例１は、センサ１３２と電子写真感光体１０１の表面との距離が、１５０μｍと比較的離れているため、充分な検出分解能が得られなかったためと考えられる。
【０１０９】
本発明の実施例１においては、圧縮空気を充分に供給して、電子写真感光体１０１の表面１０２と、吸引ブロック１２４の吸引面１２６との間の空間に高速に気体を通過させている。そのため、回転による電子写真感光体１０１の偏芯に対しても、ベルヌーイ効果による吸引力と空気層による反発力が充分に作用することで、センサ１３２と電子写真感光体１０１の表面１０２との距離が安定して保たれる。一方比較例２においては、センサ１３２と電子写真感光体１０１の表面１０２を近づけるために、圧縮空気の供給量を低下させている。そのため、電子写真感光体１０１の表面１０２と、吸引ブロック１２４の吸引面１２６との間を通過する気体の速度が低下する。その結果、センサ１３２と電子写真感光体１０１の表面１０２との距離が変動し、大きさの測定にばらつきが発生したと考えられる。
【０１１０】
このように、本発明の測定装置は、被測定物１０１の表面１０２とセンサ１３１との距離を、被測定物１０１と吸引面と１３２の距離より短くすることを特徴とする。そうすることで、検出の分解能の充分な確保と、被測定物１０１の表面１０２の変動に対する追従性を両立させることが可能となり、測定の安定性、再現性が向上することが判った。
【０１１１】
〔実施例２〕
実施例１と同様の装置を用い、実施例１と同様の測定を行った。
【０１１２】
但し、本実施例においては、図４に示す構成の吸引ブロック４４３を用いた。
【０１１３】
このとき、台座４３４を吸引面４２６から６０μｍ突出させ、台座４３４にセンサ４３１を設置した。このような構成とすることで、センサ４３１の先端は吸引面４２６から９０μｍ突出させた。
【０１１４】
供給配管４２２に０．５ＭＰａの圧縮空気を供給し、供給された圧縮空気は流量制御装置（図示せず）で１００Ｌ／ｍｉｎに制御し、吸引ブロックの流路４２５に供給した。
【０１１５】
そして前述の図２で示したように、電子写真感光体１０１の表面１０２にセンサ４２３を非接触で近接させた。この時、電子写真感光体１０１の表面１０２と吸引面４２６との距離は１３０μｍで、電子写真感光体１０１の表面１０２とセンサ４３１との距離が４０μｍであった。
【０１１６】
得られた結果を表１に示す
〔実施例３〕
実施例１と同様の装置を用い、実施例１と同様の測定を行った。
【０１１７】
但し、本実施例においては、図５に示す構成の吸引ブロック５４３を用いた。
【０１１８】
このとき、台座５３４を吸引面５２６から１００μｍ突出させ、台座５３４にセンサ５３１を設置した。このような構成とすることで、センサ５３１の先端は吸引面５２６から１３０μｍ突出させた。
【０１１９】
供給配管５２２に０．５ＭＰａの圧縮空気を供給し、供給された圧縮空気は流量制御装置（図示せず）で１００Ｌ／ｍｉｎに制御し、吸引ブロックの流路５２５に供給した。
【０１２０】
そして前述の図２で示したように、電子写真感光体１０１の表面１０２にセンサ５２３を非接触で近接させた。この時、電子写真感光体１０１の表面１０２と吸引面５２６との距離は１８０μｍで、電子写真感光体１０１の表面１０２とセンサ５３１との距離が４５μｍであった。
【０１２１】
得られた結果を表１に示す
表１から明らかなように、本発明は欠陥の数および欠陥の大きさを再現性良く測定することが可能である。
【０１２２】
さらに実施例１に比べ、実施例２、実施例３ともに欠陥の大きさの再現性が向上した。
【０１２３】
この原因に関しては、以下のように考えられる。
【０１２４】
実施例２および実施例３に示した構成の場合、センサ４３１、センサ５３１向かって高速に流れる気体が減少する。更に、センサ４３１を取り囲むように気体が放出され、あるいは、センサ５３１に対して対称に気体が放出されるので、実施例１で生じていたと思われるセンサ１３１の存在による気流の乱れが大幅に低減されたと考える。その結果、測定時の再現性、安定性が向上したと考えられる。
【０１２５】
以上実施形態及び実施例を挙げて説明したように、本発明の測定装置は、帯電させた被測定物の表面電位変化をセンサにより非接触で、誘導電流として測定するものである。測定装置はセンサを保持する吸引ブロックを有している。吸引ブロックは、被測定物に吸引する吸引面を有し、被測定物の表面とセンサとの距離は、被測定物と吸引面の距離より短い。吸引面には圧縮気体を噴出する噴出口を有し、吸引面と被測定物の間に圧縮気体を噴出することで吸引面と被測定物との距離を一定に保つことが可能となる。その結果、センサと被測定物との距離は、より近接した状態で一定に保たれる。これによって、被測定物の測定精度の向上が図られたものとなっている。
【符号の説明】
【０１２６】
１０１  電子写真感光体
１０２  電子写真感光体の表面
１０３  前露光手段
１０４  帯電手段
１０５  欠陥検出手段
１２０  吸引機構
１２１  圧縮空気供給装置
１２２、４２２、５２２  供給配管
１２３  流量制御装置
１２４、４２４、５２４  吸引ブロック
１２５、４２５、５２５  流路
１２６、４２５、５２６  吸引面
１２７、４２７、５２７  圧縮気体噴出口
１３０  検出機構
１３１、４３１、５３１  センサ
１３２  誘導電流検知手段
１３３  ライン
１３４、４３４、５３４  台座
１４０  近接手段
１４１  カンチレバー式アーム
１４２  パイロン
１４３  ピボットピン
１４４  位置決めピン
１４５  支持板
１５０  回転手段
１５１  回転軸
【図１】
2020197386.tif 000004
【図２】
2020197386.tif 000005
【図３】
2020197386.tif 000006
【図４】
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【図５】
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