(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
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２】
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３】
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４】
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５】
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６】
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７】
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。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、レーザプリンタ、複写機等の画像形成装置に用いられる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及びこの感光体疲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感光体劣化加速試験方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
電子写真プロセスで使用される感光体は繰り返し使用されるため、繰り返し使用による感光体の寿命を予測するための試験・評価方法は極めて重要な技術である。この寿命試験方法としては、電子写真プロセスを実行する複写機、あるいはプリンタを使って繰り返し紙に印字させ、出力された画像の品質で感光体の寿命を判断したり、繰り返し印字テスト中の、帯電電位、露光後電位を計測し、これら電位の変動で寿命を予測することが行われる（方法１）。この方法は、感光体が搭載される実機で行われることが普通であるので，確実な寿命予測ができる。一方、実機が完成するまで寿命試験を行うことができず、また、試験に多大な時間が必要となる。例えば、Ａ４サイズのプリントアウト能力が１０枚／分とすると、８０，０００枚プリントアウトするのに８，０００分を要し、１日１０時間試験すると１３．３日かかる計算となる。
【０００３】
このため、別の方法として、感光体を高速で回転させた状態（１，０００〜２，０００ｒｐｍ）で感光体の周囲に配置された帯電手段、露光手段で帯電、露光を繰り返し、寿命を予測する方法がある（方法２）。この方法は、さらに２つに分かれる。その一つは、帯電手段の出力と露光手段の光量を予め決めた条件で固定し、決められた時間だけ試験を行い、その後、感光体の特性を評価する測定を行い、劣化状態を判定するものである（方法２−１）。もう１つは、試験中の感光体露光後電位Ｖと感光体を通して流れる通過電流Ｉを計測し、この二つが常に決められたレベルにあるように、帯電手段の出力と露光手段の光量を調整しながら行う方法である（方法２−２）。
【０００４】
前記方法２−１と方法２−２の２つの方法で重要な点は、試験中に感光体に流れた通過電流を計測し、これを電荷量（単位面積当りの値）Ｑに変換し、一方、Ａ４サイズ１枚を実施機でプリントアウトする時、感光体のサイズは、Ａ４サイズ１枚が感光体上を重なることなく印字されるサイズであるとすると、感光体を流れる通過電流が、感光体の静電容量をＣ（単位面積当りの値）、帯電電位Ｖとして、「Ｃ・Ｖ」で求まることから、「Ｑ／Ｃ・Ｖ」とすることで寿命試験時間を実施機のプリント枚数に対応させることができる点である。
【０００５】
もう一つ重要な点は、この試験が加速寿命試験になっていることである。具体的に示すと、φ３０（直径３０ｍｍ）の感光体に「３５（μＡ）／（帯電面積：３π×１５）（ｃｍ２）」の試料通過電流を流し、２０時間試験すると（１日１０時間の試験とすると２日間に相当）、３５×１０-6／（３π×１５）×２０×６０×６０≒０．０１７８３（Ｃ／ｃｍ２）の電荷が感光体を通過したことになる。そして、Ａ４用紙縦送りで印字する場合を想定すると、感光体の静電容量１００（ｐＦ／ｃｍ２）、帯電電位−７００（Ｖ）、除電後も含めた露光後電位を０（Ｖ）とすると、「１００×１０-12×７００×（２９．７／３π）＝０．０２２０６×１０-5（Ｃ／ｃｍ２）」が、Ａ４サイズ１枚をプリントアウトする時に感光体を通過する電荷であるので、「０．０１７８３／０．０２２０６×１０-5≒８０，０００（枚）」をプリントアウトしたことになり、寿命試験を大幅に加速することになる。このため、前記２つの試験方法で寿命試験が行われることが多い。
【０００６】
しかしながら、前述の具体的な計算で分かるように、試験中に感光体を通過する電流が一定であれば、プリントアウト何枚相当の試験を行ったのか、計算がしやすい。そのため、試験は通過電流を一定にして実施する方法（方法２−２）が一般的に採られる。（その本質は通過電荷量を知ることにある。）また、感光体によっては、帯電電位がどのレベルにあるかによって寿命試験の結果が異なることがあり、帯電電位も一定にして試験を行うことが要求される。そこで、帯電電位および通過電流を一定にするために、高圧電源から帯電手段への印加電圧調整、および露光手段の光量調整を行うシステムが必要となり、従来の寿命試験装置が構築された。この種の装置として関連するものには、例えば、特許文献１や特許文献２がある。
【０００７】
一方、感光体を劣化させる要因としては、感光体への帯電工程と露光工程の繰り返しサイクル回数の他に、感光体への帯電工程において発生する放電生成物による感光体の劣化もある。しかしながら、前記方法２−２では、帯電電位および通過電流を所望の値にするため、高圧電源から帯電手段であるコロトロン帯電器のワイヤ電極への印加電圧を変化させた場合、印加電圧の変化に応じて、放電時に帯電手段から発生する放電生成物の濃度も変化する。印加電圧を下げ、帯電電位および通荷電流を減少させた場合は、帯電手段から発生する放電生成物の濃度も減少し、逆に、印加電圧を上げ、帯電電位および通荷電流を増大させた場合は、帯電手段から発生する放電生成物の濃度も増大する。このため、帯電手段への印加電圧と放電生成物の濃度とを独立制御することができなかった。また、前記方法２−１では、帯電手段のワイヤ電極への印加電圧をある１つの所望の値に制御するため、放電生成物の濃度もある１つの値に決まる事となり、こちらも帯電手段への印加電圧と放電生成物の濃度とを独立制御することができず、放電生成物を考慮した感光体の劣化の加速試験を行うことが困難となっていた。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
本発明の目的は、上記事情に鑑みてなされたものであって、劣化試験時の帯電手段への印加電圧と放電生成物の濃度とを独立して任意に制御することが可能な電子写真用感光体の劣化加速試験装置及び劣化加速試験方法を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記課題を解決するために、請求項１に記載の発明は、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。
【００１０】
また、請求項２の発明は、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。
【００１１】
また、請求項３の発明は、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。
【００１２】
また、請求項４の発明は、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。
【００１３】
また、請求項５の発明は、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。
【００１４】
また、請求項６の発明は、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を露光して光放電させる第２の露光手段と、当該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。
【００１５】
また、請求項７の発明は、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としたものである。
【発明の効果】
【００１６】
本発明によれば、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、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試験を実施することによって、劣化試験時の帯電手段への印加電圧と放電生成物の濃度とを独立して任意に制御することが可能な電子写真用感光体の劣化加速試験装置及び劣化加速試験方法を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】本発明による一実施形態に係る電子写真用感光体の劣化加速試験装置の概略構成を示す正面の概略図である。
【図２】図１に示す電子写真用感光体の劣化加速試験装置の側面の概略図である。
【図３】劣化加速試験用の第１の帯電手段のワイヤ電極への印加電圧とこの第１の帯電手段で帯電処理時に発生するオゾン濃度の関係を表すグラフである。
【図４】放電生成物供給手段のグリッド電極への印加電圧と電子写真用感光体の通過電流の関係を表すグラフである。
【図５】放電生成物供給手段のワイヤ電極への印加電圧と放電生成物供給手段から供給されるオゾン濃度の関係を表すグラフである。
【図６】エアー供給手段から供給されるエアーの劣化加速試験用の第１の帯電手段下流側の風速と劣化加速試験用の第１の帯電手段下流側のオゾン濃度の関係を表すグラフである。
【図７】電子写真用感光体の通過電荷量Ｑと帯電電位Ｖの関係の一例を表すグラフである。
【図８】劣化加速試験時間と電子写真用感光体の静電容量Ｃの関係を表すグラフである。
【図９】劣化加速試験時間と劣化加速試験開始前の電子写真用感光体の静電容量Ｃ０に対する劣化加速試験中の電子写真用感光体の静電容量Ｃｔの変化（Ｃｔ−Ｃ０）／Ｃ０の関係を表すグラフである。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
本発明による一実施形態に係る電子写真用感光体の劣化加速試験装置について、図面を参照しながら以下に詳しく説明する。図１は、本発明による一実施形態に係る電子写真用感光体の劣化加速試験装置の概略構成を示す正面の概略図であり、図２は、図１に示す電子写真用感光体の劣化加速試験装置の側面の概略図である。なお、これらの概略図は一例であってこれに限定されるものではない。
【００１９】
本発明による一実施形態に係る電子写真用感光体の劣化加速試験装置は、図１に示すように、劣化加速試験時に、矢印方向に回転するドラム状の電子写真用感光体１を帯電する劣化加速試験用の第１の帯電手段１３であるコロトロン帯電器、コロトロン帯電器のワイヤ電極１３ａへ電圧を供給する為の高圧電源７、高圧電源７の電源スイッチ１５を備えている。また、この劣化加速試験装置は、劣化加速試験時に電子写真用感光体１を露光する劣化加速試験用の第１の露光手段１４、劣化加速試験用の第１の露光手段１４へ電圧を供給する為のＬＥＤ電源１１、ＬＥＤ電源１１の電源スイッチ３３を備えている。さらに、この劣化加速試験装置は、劣化加速試験時に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電子写真感光体１へと到達する前に吹き飛ばすエアー供給手段２４、劣化加速試験時に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とは別に電子写真用感光体１に同種の放電生成物を供給する放電生成物供給手段２５であるスコロトロン帯電器、スコトロン帯電器のワイヤ電極２５ａ及びグリッド電極２５ｂへ電圧を供給する為の高圧電源２７及び電源２８、高圧電源２７及び電源２８の電源スイッチ２９を備えている。
【００２０】
また、本発明による一実施形態に係る電子写真用感光体の前記劣化加速試験装置は、図１に示すように、劣化加速試験用の第１の帯電手段１３や放電生成物供給手段２５から発生する放電生成物の濃度を検出する放電生成物濃度検出手段３０であるオゾン濃度計を備えている。また、この劣化加速試験装置は、電子写真用感光体１の特性評価時に電子写真用感光体１を帯電する特性評価用の第２の帯電手段６であるコロトロン帯電器、コロトロン帯電器のワイヤ電極６ａへ電圧を供給する為の高圧電源１２、高圧電源１２の電源スイッチ２６、特性評価時に電子写真用感光体１を露光する特性評価用の第２の露光手段２、電子写真用感光体１の劣化加速試験時の帯電電位と特性評価時の帯電電位及び露光後電位を測定する表面電位検出手段である表面電位計プローブ３、電子写真用感光体ドラム１を除電する除電手段８である除電用光源を有している。
【００２１】
前記劣化加速試験用の第１の帯電手段１３、劣化加速試験用の第１の露光手段１４、エアー供給手段２４、放電生成物供給手段２５、特性評価用の第２の帯電手段６、特性評価用の第２の露光手段２、表面電位計プローブ３、前記除電手段８は、ドラム状の電子写真用感光体１の径方向及び軸方向に進退可能な構造となっており、径方向に関してはそれぞれを個別に移動することができ、個別の位置に配置できる。ただし、軸方向に関しては、これらの全てが同時に移動し、同一軸方向位置に配置されるようになっている。
【００２２】
この電子写真用感光体劣化加速試験装置において、図２に示すように、ドラム状の電子写真用感光体１は、両端にドラムチャック治具２０で前記電子写真用感光体劣化加速試験装置内に保持され、主軸１８がチャック治具２０の中心を通っている。前記電子写真用感光体劣化加速試験装置の手前側（電子写真用感光体１の一端側）の面板２１と、奥側（電子写真用感光体１の他端側）の面板２２とが主軸１８の軸受け機構となっており、主軸１８はモータ１６に繋がった無端状のベルト１９によって図１の矢印の方向に任意の回転速度、例えば１０００ｒｐｍで、回転する機構となっている。
【００２３】
また、図１に示すように、電子写真用感光体１の電位は、表面電位計プローブ３からモニタ部である表面電位計４に送られてモニタされ、信号処理回路９に送られる。その後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。電子写真用感光体１中の通過電流は、信号処理回路５、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が可能となっている。コントローラ１７は、劣化加速試験中の帯電電位および通過電流の計測結果に基づき、劣化加速試験中の通過電流および帯電電位を一定に保つように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の光量を制御している。
【００２４】
また、コントローラ１７は電子写真用感光体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となっている。
【００２５】
この実施形態に係る電子写真用感光体の劣化加速試験装置においては、エアー供給手段２４と放電生成物供給手段２５が、電子写真用感光体１の回転方向に対して第１の帯電手段１３の下流側で、この第１の帯電手段１３と第１の露光手段１４との間に配設されている。従って、電子写真用感光体１が矢印方向に回転されると、第１の帯電手段１３によって発生する放電生成物がエアー供給手段２４によって吹き飛ばされてこの放電生成物による電子写真用感光体１の劣化の影響を排除することが可能となる。一方、所定濃度の放電生成物を電子写真用感光体１の表面に供給する放電生成物供給手段２５が、エアー供給手段２４の前記回転方向に対して下流側に配設されるので、第１の帯電手段１３による放電生成物が電子写真用感光体１の表面から除去された状態で放電生成物供給手段２５から所定濃度の放電生成物を供給して、所定濃度の放電生成物による劣化加速試験を行うことが可能となる。
【００２６】
劣化加速試験時には、電子写真用感光体１の周りの４つのユニット（劣化加速試験用の第１の帯電手段１３、劣化加速試験用の第１の露光手段１４、エアー供給手段２４、放電生成物供給手段２５）が、デジタルリレー出力２３によってＯＮ／ＯＦＦ制御されている。劣化加速試験用の第１の帯電手段１３によって帯電された電子写真用感光体の劣化加速試験時の帯電電位は、表面電位計プローブ３及び表面電位計４によって、劣化加速試験時の電子写真用感光体の通過電流（劣化加速試験用の第１の帯電手段１３から電子写真用感光体１への放電電流）とともに測定される。また、帯電電位と通過電流の測定値はコントローラ１７へと送られ所望の帯電電位および通過電流となるように、コントローラ１７は高圧電源７およびＬＥＤ電源１１へと信号を送り、劣化加速試験用の第１の帯電手段１３のワイヤ電極１３ａ及び劣化加速試験用の第１の露光手段１４への光量を変化させながら、電子写真用感光体１の帯電と露光を繰り返す。
【００２７】
また、劣化加速試験時には、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電子写真感光体１へと付着する前に吹き飛ばす目的で、エアー供給手段によって電子写真用感光体１と劣化加速試験用の第１の帯電手段１３との隙間にエアーを吹きつける。放電生成物供給手段２５であるスコロトロン帯電器では、放電電流が全てグリッド電極へと流れ込むように、グリッド電極２５ｂへの印加電圧を設定し、電子写真用感光体１へは放電電流が流れ込まず、実質的に放電生成物のみが供給されるようにしている。放電生成物濃度検出手段３０では、チューブ３１から吸入された放電生成物供給手段２５下流側側面のオゾン濃度を、チューブ３２から吸入された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を検出する。このようにして、本装置では劣化加速試験用の第１の帯電手段１３、エアー供給手段２４、放電生成物供給手段２５を使用する事により、劣化加速試験用の第１の帯電手段１３への印加電圧および第１の露光手段１４の光量と、放電生成物の濃度とを独立で制御しながら劣化加速試験を行うようにしている。この場合、エアー供給手段２４と、放電生成物供給手段２５は、劣化加速試験中に、第１の帯電手段１３と第１の露光手段１４による電子写真用感光体１への静電気帯電工程と光放電工程が繰り返して行われるサイクル中に、連続して作動される。
【００２８】
本発明による一実施形態に係る電子写真用感光体の劣化加速試験装置においては、劣化加速試験時の電子写真用感光体１の劣化状態を確認するために、劣化加速試験を所定サイクルで行ったときに、電子写真用感光体１の特性評価を行うようにしている。そして、この特性評価時には、電子写真用感光体１周りの３つのユニット（特性評価用の第２の帯電手段６、特性評価用の第２の露光手段２、除電手段８）が、デジタルリレー出力２３によってＯＮ／ＯＦＦ制御されている。また、特性評価用の第２の露光手段２を用いて、電子写真用感光体１の露光が行われ、電子写真用感光体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、特性評価用の第２の帯電手段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。また、電子写真用感光体１の露光後電位を取り除く場合は、除電手段８を使用して取り除くことが可能であり、このようにして電子写真用感光体１の帯電特性、光減衰特性などの評価が可能となっている。なお、特性評価用の第２の帯電手段６、特性評価用の第２の露光手段２、除電手段８は、特性評価試験のときのみ作動し、上記劣化加速試験のときには、作動しないように制御されている。一方、劣化加速試験用の第１の帯電手段１３、劣化加速試験用の第１の露光手段１４、エアー供給手段２４、放電生成物供給手段２５は、上記劣化加速試験時のみ作動し、上記特性評価時には、作動しないように制御されている。また、上記実施形態においては、特性評価用の第２の帯電手段６と第２の露光手段２とを劣化加速試験用の第１の帯電手段１３及び第１の露光手段１４と別個に配設しているが、新たに特性評価用の第２の帯電手段６と第２の露光手段２を配設することなく、劣化加速試験用の第１の帯電手段１３及び第１の露光手段１４を特性評価用の第２の帯電手段と第２の露光手段として使用することもできる。
【００２９】
前記電子写真用感光体劣化加速試験装置は、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。暗箱又は暗幕で覆われていないと、劣化加速試験時に風、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、コントローラ及び信号処理回路など、前記電子写真用感光体ドラム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。また、前記電子写真用感光体劣化加速試験装置では、装置内の放電生成物の濃度が上がり、装置内が酸化劣化するのを防止するため、吸気ファンと排気ファンを設けている。
【００３０】
従来の劣化試験装置では、方法２−２のような劣化時の帯電電位および通過電流を所望の値とする場合には、帯電手段への印加電圧が変動するため、劣化中の放電生成物の濃度も変動してしまい、方法２−１のような帯電手段への印加電圧が所望の値で一定の場合には、放電生成物の濃度はある１つの値に決まるが、濃度値を自由に選択できなかった。しかし、この実施形態に係る劣化加速試験装置では、放電生成物の濃度を所望の値に制御しながら劣化加速試験を行えるため、放電生成物の影響による電子写真用感光体の劣化について評価をすることができる。
【００３１】
これまで、帯電手段への印加電圧に縛られていた放電生成物の濃度を任意に選択できるため、放電生成物供給手段から供給される放電生成物の濃度を上げて、電子写真用感光体１の酸化劣化による加速劣化を実施することが出来る。また、同装置内に、電子写真用感光体の劣化加速試験機能と特性評価機能を有することにより、装置のコンパクト化および作業時間の効率化が図れる。
【００３２】
以上のように、本発明の電子写真用感光体劣化加速試験装置は、少なくとも帯電手段、露光手段、エアー供給手段、放電生成物供給手段、放電生成物濃度検出手段、表面電位検出手段を有し、必要に応じて更にその他の構成を有してなる。これらの構成要素について、以下に詳述する。
【００３３】
＜帯電手段＞
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。
【００３４】
＜露光手段＞
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。
【００３５】
＜エアー供給手段＞
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。
【００３６】
＜放電生成物供給手段＞
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。
【００３７】
＜放電生成物濃度検出手段＞
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。
【００３８】
＜表面電位検出手段＞
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。
【００３９】
＜除電手段＞
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。
【００４０】
＜その他の構成＞
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。
【実施例】
【００４１】
以下に本発明の実施例を挙げ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何ら限定されるものではない。
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。
【００４２】
特性評価用の第２の帯電手段６としては内製したコロトロン帯電器を、特性評価用の帯電手段６のワイヤ電極６ａに電圧を印加する高圧電源１２はマクセレック社製をそれぞれ用いた。特性評価用の第２の露光手段２としては富士電球工業社製の露光ランプを使用した内製露光装置を使用した。除電手段８としての除電用光源は林時計工業社製ＬＥＤ（波長：６６０ｎｍ）の加工品である。劣化加速試験用兼特性評価用の表面電位検出手段である表面電位プローブ３と表面電位計４はＴＲＥＫ社製である。前記表面電位検出手段により、電子写真用感光体の劣化加速試験時の帯電電位、特性計測時の帯電電位および露光後電位を計測することができる。放電生成物濃度検出手段３０では、チューブ３１から放電生成物供給手段２５下流側側面のオゾン濃度を、チューブ３２から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を検出した。モータ１６はオリエンタルモーター株式会社製、コントローラ１７は株式会社キーエンス製のシーケンサ及びＤＥＬＬ社製のＰＣ、Ａ／Ｄ変換器１０はナショナルインスツルメンツ社製Ａ／Ｄ変換器、デジタルリレー出力２３はキーエンス社製である。それ以外の信号処理回路などは、全て内製したものを使用した。図１、２には記載していないが、エアー供給手段２４から供給されるエアーの風速の計測には、テストー社製の風速計を使用した。また、使用した電子写真用感光体１（ドラム直径１００、ドラム全長３８０ｍｍ）は、株式会社リコー製のＰｒｏＣ９００に搭載された感光体と同一処方である。
【００４３】
＜試験例１＞
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。
【００４４】
＜試験例２＞
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。
【００４５】
＜試験例３＞
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。
【００４６】
＜比較例１＞
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。
【００４７】
特性評価は、劣化加速試験の開始前、劣化加速試験開始から０．５、１、２、３、４時間後の６回行った。電子写真用感光体１の評価特性としては、帯電立ち遅れ、暗減衰、暗抵抗、感度など様々な特性があるが、今回は、電子写真用感光体の静電容量に着目し、特性評価を行った。静電容量Ｃは、図７に示すように、特性評価用の第２の帯電手段６から電子写真用感光体１へと供給される電荷量（通過電荷量）Ｑと帯電電位Ｖを計測し、プロットした直線の勾配１／Ｃを１／Ｃ＝Ｖ／Ｑの関係から算出した。通過電荷量は、通過電流の時間積分で求めた。
【００４８】
上記のようにして算出した電子写真用感光体１の静電容量Ｃと劣化加速試験時間との関係（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×プロットとして示している。この図８の×プロットの結果から、劣化加速試験時間の経過に伴い、静電容量が増大しており、電子写真用感光体１が劣化していることがわかる。そして、比較例１と後述の実施例１〜３それぞれで使用した感光体は同一処方であるが、膜厚公差など作製時の公差により、劣化加速試験開始前の静電容量に違いがある。そこで、劣化加速試験開始前の静電容量の値をＣ０、劣化加速試験開始からt分後の静電容量をＣｔとして、劣化加速試験開始前の静電容量に対する劣化加速試験中の静電容量の変化を（Ｃｔ−Ｃ０）/Ｃ０の式で算出し、劣化加速試験開始前の静電容量の違いを無視できるようにした。（Ｃｔ−Ｃ０）/Ｃ０の算出結果を図９の×プロットとして示している。
【００４９】
＜実施例１＞
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。
【００５０】
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。
【００５１】
＜実施例２＞
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。
【００５２】
＜実施例３＞
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。
【００５３】
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。
【００５４】
以上のように、本発明では、放電生成物の濃度を所望の値に制御しながら劣化加速試験を行えるため、放電生成物の影響による電子写真用感光体の劣化について評価をすることができる。さらに、劣化加速試験用の帯電手段への印加電圧に縛られていた放電生成物の濃度を任意に選択できるため、放電生成物供給手段から供給される放電生成物の濃度を上げて、電子写真用感光体の酸化劣化による劣化加速試験を実施することが出来、寿命試験の短縮化につながる。
【００５５】
なお、本発明による一実施形態に係る劣化加速試験装置においては、被試験物である電子写真用感光体１は、ドラム状の電子写真用感光体を使用し、この電子写真用感光体１の周囲に第１及び第２帯電手段１３、６、第１及び第２露光手段１４、２、エアー供給手段２４、放電生成物供給手段２５、除電手段８を配設し、電子写真用感光体１を主軸１８上で高速で回転するようにしている。しかしながら、この実施形態に限らず、種々の形態を使用することが可能である。例えば、電子写真用感光体１を試験片として、特許文献２記載の劣化加速試験装置のように、回転ディスク上にこの試験片を取り付け、この試験片の周辺に配設した第１及び第２帯電手段１３、６、第１及び第２露光手段１４、２、エアー供給手段２４、放電生成物供給手段２５、除電手段８によって、試験片に帯電処理、露光処理、エアー供給処理、放電生成物供給処理、除電処理を施すようにしても良い。
【００５６】
また、本発明は前記実施形態に限定されず、本発明の技術思想の範囲内において、前記実施形態の中で示唆した以外にも、前記実施形態は適宜変更され得ることは明らかである。また、前記構成部材の数、位置、形状等は前記実施形態に限定されず、本発明を実施する上で好適な数、位置、形状等にすることができる。
【符号の説明】
【００５７】
１  電子写真用感光体
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
【先行技術文献】
【特許文献】
【００５８】
【特許文献１】特開平５−１９７３号公報
【特許文献２】特許第３７５９４００号公報
【図１】
0005459093.tif 000002
【図２】
0005459093.tif 000003
【図３】
0005459093.tif 000004
【図４】
0005459093.tif 000005
【図５】
0005459093.tif 000006
【図６】
0005459093.tif 000007
【図７】
0005459093.tif 000008
【図８】
0005459093.tif 000009
【図９】
0005459093.tif 000010