(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
アモルファスシリコン感光体である電子写真感光体の表面に局所構造が有るか無いかの検査を行う電子写真感光体の検査方法であって、
中間転写体を有する画像形成部に、前記検査の対象となる電子写真感光体を搭載し、
前記電子写真感光体を回転させ、かつ、前記中間転写体を回転させ、
回転させた前記電子写真感光体の表面を帯電させ、
帯電させた前記電子写真感光体の表面上に一次顕像を形成し、
前記電子写真感光体の表面上に形成された前記一次顕像を、回転させた前記中間転写体の表面上に一次転写し、
前記一次転写を前記電子写真感光体と前記中間転写体との間で複数回行うことにより、前記中間転写体の表面上に、少なくとも第１色の一次顕像および第２色の一次顕像を含む複数の一次顕像を重畳してなる二次顕像を形成し、
前記中間転写体の表面上に形成された前記二次顕像を紙の表面上に二次転写し、
前記紙の表面上に転写された三次顕像を前記紙の表面上に定着させ、前記紙の表面上に画像を形成し、
前記紙の表面上に形成された前記画像から画像データを取り込み、
解析コンピュータにより、前記画像データから特定パターンの有無を解析し、前記電子写真感光体の表面の局所構造に起因して生じる画像欠陥の有無を調べ、
前記特定パターンが有れば、表面に局所構造が有る電子写真感光体として選別する
電子写真感光体の検査方法であって、
前記中間転写体の周長は、前記電子写真感光体の周長の整数倍であり、
前記電子写真感光体に前記局所構造が有る場合、前記一次顕像は、前記局所構造に対応した場所のトナー付着部が有る一次顕像となり、前記電子写真感光体に前記局所構造が無い場合、前記一次顕像は、前記局所構造に対応したトナー付着部が無い一次顕像となり、
前記二次顕像は、前記電子写真感光体上の特定点が前記中間転写体に当たる位置が周回ごとに１〜５ｍｍずれるような周速度の差を前記中間転写体と前記電子写真感光体との間に設けて前記中間転写体および前記電子写真感光体をそれぞれ回転させながら、前記第１色の一次顕像を前記電子写真感光体から前記中間転写体に一次転写し、その後、前記電子写真感光体と同じ電子写真感光体に前記第２色の一次顕像を形成し、その後、前記中間転写体にすでに一次転写されている前記第１色の一次顕像上に前記第２色の一次顕像を一次転写することによって形成される二次顕像であり、
前記特定パターンは、前記二次顕像において、前記周速度の差に応じた距離離れた第１色の前記トナー付着部および前記第２色の前記トナー付着部で形成されたパターンである
ことを特徴とする電子写真感光体の検査方法。
【請求項２】
前記複数の一次顕像は、マゼンタトナーの一次顕像、シアントナーの一次顕像およびブラックトナーの一次顕像のうち少なくとも２つを含み、前記電子写真感光体に前記局所構造が有る場合、前記特定パターンは、マゼンタトナー付着部、シアントナー付着部およびブラックトナー付着部のうち少なくとも２つで形成される請求項１に記載の電子写真感光体の検査方法。
【請求項３】
前記電子写真感光体の表面の帯電と、
前記一次顕像の形成と、
前記一次転写と、
の各々を、前記電子写真感光体に対して少なくとも３回行う請求項１または２に記載の電子写真感光体の検査方法。
【請求項４】
複数の電子写真感光体を製造するための電子写真感光体の製造装置の清掃の実施判断を行う方法であって、
前記電子写真感光体が、アモルファスシリコン感光体であり、
前記方法が、
（ｉ）前記製造装置の反応容器で前記電子写真感光体を製造する工程と、
（ｉｉ）請求項１〜３のいずれか１項に記載の電子写真感光体の検査方法を用いて、前記工程（ｉ）で製造された電子写真感光体を検査する工程と、
（ｉｉｉ）前記工程（ｉｉ）の結果、サイズ閾値以上の大きさのポチを１つ以上有する特定パターンの個数が個数閾値以上である場合に、前記反応容器の清掃が必要と判断する工程と、
（ｉｖ）前記工程（ｉｉｉ）で前記反応容器の清掃が必要と判断された場合に、前記反応容器の清掃を実施する工程と
を有する電子写真感光体の製造装置の清掃の実施判断を行う方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は電子写真感光体の検査方法ならびに製造装置の清掃の実施判断を行う方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
複写機やファクシミリ、プリンタで使用される電子写真感光体の表面には直径数μｍ〜数ｍｍの画像欠陥（以下、「ポチ」と呼ぶ）の原因となる局所構造が存在する場合がある。プラズマＣＶＤ法で導電性基体上に作製されるアモルファスシリコン感光体において、導電性基体上の微小な異物を起点として球状に成長する球状突起がその一例である。
電子写真感光体を負帯電感光体、画像露光方式をイメージ露光方式とし、負極性の現像剤（以下、「トナー」と呼ぶ）を使用して画像形成する場合を考える。画像形成プロセス中の帯電工程において局所構造のある箇所では電子写真感光体の最表面に電荷が保持されにくいため電位分布の凹みが生じる。この凹みに起因して、白ベタ画像を出力してもそこにトナーが付着し紙上に転写され、局所構造に対応した画像上の位置に画像欠陥が生じる。ポチは局所構造の数倍から数十倍の大きさとなって画質を損なわせる可能性があるため、局所構造の発生を抑制することが画質向上には不可欠である。しかし、局所構造の発生を抑制する方法は多数提案されているものの非常に小さい局所構造を皆無に保つことは技術的にもコスト的にも困難とされている。
【０００３】
そこで良好な画像を市場に提供するために、電子写真感光体の製造時に局所構造を検出することで、電子写真感光体を選別する必要があり、そのための効率的な局所構造の検出方法が求められていた。
従来の局所構造の検出方法として、次の方法が提案されている。有機光半導体ドラムにおいて帯電工程と一次顕像形成工程と用紙上への転写工程との一連の動作を連続して複数回実施することで、用紙上にドラム複数周回分の連続した画像を形成し、更にその画像上のポチをラインセンサで画像データとして取込む。このようにすることで、有機光半導体ドラムの局所構造を特定する検出方法が提案されている（特許文献１）。
【０００４】
この方法では、用紙上に連続して形成された有機光半導体ドラム複数周回分の画像から１周目のポチの位置データおよび面積データと、２周目のポチの位置データおよび面積データを抽出し比較することで、有機光半導体ドラム上の局所構造を特定することができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開平５−０３４９３５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら上記従来例では、ドラム１周目で形成されるポチと、ドラム２周目で形成されるポチを比較する必要があるため、ドラム１周目で形成される画像及びそれに続けて形成されるドラム２周目の画像をラインセンサで画像データとして取込む必要があった。即ち、ドラムの周長の２倍の長さをもつ大面積の画像をラインセンサで画像データとして取込む必要があった。そのため取込時間が長くなるという課題があった。
また、近年、電子写真装置において文字原稿のみならず、写真や絵の如き出力も為されているため、さらなる高画質化が要求され、従来問題にならなかった小さなポチについても検査が不可欠になっている。そのため、視認可能限界近傍の非常に小さなポチ（例えば直径５０μｍのポチ）を精度良く検出する場合、高解像での取込を要するためデータ量が膨大となり、データハンドリングにも時間がかかるという課題があった。
【０００７】
また、紙に形成された画像から画像データを高解像で取込むためには、ステージに紙を精度良く固定する必要がある。しかしステージに紙を固定する場合には紙位置のズレが生じやすい。このため、ドラム複数周回分という長距離離れたポチの位置データを比較する際、位置ズレの影響を強く受け、その結果、比較の精度が落ち、画像形成時に発生するトナー飛散部をポチとして誤検出することがあった。
またこのように正確な検出ができないため、検出結果を製造工程へ的確にフィードバックすることも困難だった。
【０００８】
本発明の第１の目的は、上述したような局所構造の検査における課題を解決し、検査時間ならびに誤検出を改善した電子写真感光体の検査方法を提供することである。
また本発明の第２の目的は、電子写真感光体の製造装置の清掃の実施判断を行う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】
本発明によれば、
アモルファスシリコン感光体である電子写真感光体の表面に局所構造が有るか無いかの検査を行う電子写真感光体の検査方法であって、
中間転写体を有する画像形成部に、前記検査の対象となる電子写真感光体を搭載し、
前記電子写真感光体を回転させ、かつ、前記中間転写体を回転させ、
回転させた前記電子写真感光体の表面を帯電させ、
帯電させた前記電子写真感光体の表面上に一次顕像を形成し、
前記電子写真感光体の表面上に形成された前記一次顕像を、回転させた前記中間転写体の表面上に一次転写し、
前記一次転写を前記電子写真感光体と前記中間転写体との間で複数回行うことにより、前記中間転写体の表面上に、少なくとも第１色の一次顕像および第２色の一次顕像を含む複数の一次顕像を重畳してなる二次顕像を形成し、
前記中間転写体の表面上に形成された前記二次顕像を紙の表面上に二次転写し、
前記紙の表面上に転写された三次顕像を前記紙の表面上に定着させ、前記紙の表面上に画像を形成し、
前記紙の表面上に形成された前記画像から画像データを取り込み、
解析コンピュータにより、前記画像データから特定パターンの有無を解析し、前記電子写真感光体の表面の局所構造に起因して生じる画像欠陥の有無を調べ、
前記特定パターンが有れば、表面に局所構造が有る電子写真感光体として選別する
電子写真感光体の検査方法であって、
前記中間転写体の周長は、前記電子写真感光体の周長の整数倍であり、
前記電子写真感光体に前記局所構造が有る場合、前記一次顕像は、前記局所構造に対応した場所にトナー付着部が有る一次顕像となり、前記電子写真感光体に前記局所構造が無い場合、前記一次顕像は、前記局所構造に対応したトナー付着部が無い一次顕像となり、
前記二次顕像は、前記電子写真感光体上の特定点が前記中間転写体に当たる位置が周回ごとに１〜５ｍｍずれるような周速度の差を前記中間転写体と前記電子写真感光体との間に設けて前記中間転写体および前記電子写真感光体をそれぞれ回転させながら、前記第１色の一次顕像を前記電子写真感光体から前記中間転写体に一次転写し、その後、前記電子写真感光体と同じ電子写真感光体に前記第２色の一次顕像を形成し、その後、前記中間転写体にすでに一次転写されている前記第１色の一次顕像上に前記第２色の一次顕像を一次転写することによって形成される二次顕像であり、
前記特定パターンは、前記二次顕像において、前記周速度の差に応じた距離離れた前記第１色の前記トナー付着部および前記第２色の前記トナー付着部で形成されたパターンである
ことを特徴とする電子写真感光体の検査方法が提供される。
ここで顕像とは、トナー付着部のみならず、トナー付着がなく、感光体、中間転写体ならびに紙の表面が露出した部分も含めてなる像のことをいう。
【００１０】
たとえば、直径８４ｍｍのドラム状感光体の場合、従来方法ではドラム二周長（約５２８ｍｍ）分の画像を検査しなければならなかったため長時間を要し、また誤検出を生じることがあった。しかし本発明者らは、上記手段によって、局所構造に対応した短距離内におさまる特定パターンを形成して解析することで、検査時間を短縮し、誤検知を飛躍的に減らす事ができることを見出し、本発明に至った。
【発明の効果】
【００１１】
以上説明したように、本発明によれば、電子写真感光体の局所構造の検出において、検出時間を短縮し、誤検出なく検出ができる検査方法を提供することができる。
また電子写真感光体の製造装置の清掃の実施判断を行う方法を提供できる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】本発明の適用可能な実施形態における電子写真感光体の検査方法を説明する図である。
【図２】本発明の適用可能な実施形態における特定パターンについて説明する図である。
【図３】本発明の適用可能な実施形態における特定パターンの検出方法について説明する図である。
【図４】本発明の適用可能な実施形態における特定パターンの検出方法について説明する図である。
【図５】本発明の適用可能な実施形態における電子写真感光体の製造方法を説明する図である。
【図６】本発明の適用可能な実施形態における特定パターンの検出方法について説明する図である
【図７】本発明の適用可能な実施形態における特定パターンの検出方法について説明する図である。
【図８】本発明の適用可能な実施形態における特定パターンの検出方法について説明する図である。
【図９】本発明の適用可能な実施形態における特定パターンの検出方法について説明する図である。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
以下、必要に応じて図面を参照しつつ本発明を詳細に説明する。
本発明に好適に用いられる検査方法について図１の概略構成図を参照して説明する。
検査機１００は、画像形成部１０１と検出部１１２とで構成されている。
画像形成部１０１は内部にドラム型の感光体（電子写真感光体）１０２が搭載され、感光体１０２の周りには、帯電工程において感光体１０２の表面を所定の極性・電位に帯電させる一次帯電器１０３が配置されている。一次帯電器１０３としては接触帯電系、非接触帯電系、又は、注入帯電系のいずれの帯電器も使用することができ、非接触帯電系の帯電器としてはコロナ帯電器を使用できる。一例として断面形状がコの字状のアルミニウムからなるシールド部内に、高圧電源に接続されたタングステンワイヤーからなる帯電線を配置し、シールド開口部に数本のグリッド線を設けたスコロトロン帯電器を使用することができる。
【００１４】
また、ブラックトナーＢを付着させる第１現像器１０４ａと、カラートナーを付着させる第２現像器１０４ｂが配置されている。ブラックトナーＢとしては粉砕法により製造された磁性トナーを使用し、第１現像器としては感光体１０２に対して１成分非接触現像であるジャンピング現像方式の現像器を使用できる。第２現像器１０４ｂは、回転型の現像器であり、イエロートナーＹを付着させる現像器と、マゼンタトナーＭを付着させる現像器と、シアントナーＣを付着させる現像器とが内蔵されている。これらカラー現像器としては、トナーと磁性のキャリアとを混合して調製したニ成分系現像剤を磁気力によってトナーを搬送し、感光体１０２に接触状態で現像するニ成分接触現像方式の現像器を使用できる。
【００１５】
ベルト型の中間転写体１０５は、感光体１０２に当接ニップ部１１１を介して配置されており、内側には一次転写ローラ１０６が、一次転写バイアス電源（不図示）に接続されて配備されている。
中間転写体１０５の周りには、紙１０８へ転写する二次転写ローラ１０７が、中間転写体１０５下面部に接触するように設けられている。二次転写ローラ１０７には二次転写バイアスを印加するバイアス電源が接続されている。
【００１６】
また、画像が形成される紙１０８を保持する給紙カセット１０９と、紙１０８を給紙カセット１０９から中間転写体１０５と二次転写ローラ１０７との当接ニップ部を介して搬送する搬送機構とが設けられている。紙１０８の搬送経路上には、紙１０８の表面上に転写された顕像を紙１０８の表面上に定着させる定着器１１０が配置されている。
以上に説明した構成は、画像露光光（潜像形成光照射）のない構成であるが、帯電工程で帯電された感光体１０２の表面に画像露光光を照射して静電潜像を形成する画像露光装置が配置されてもよい。
【００１７】
次にこの画像形成部１０１の動作について説明する。
感光体１０２を画像形成部１０１に搭載し、図１に矢印で示すように、感光体１０２を反時計方向に所定の周速度で回転駆動させ、同時に中間転写体１０５を時計方向（時計回り）に回転駆動する。
回転駆動は、感光体１０２の一回転周期の整数倍（ｎ倍）と中間転写体１０５の一回転周期との間に差が生じるようにする。この差は、感光体１０２と中間転写体１０５の周速度を等しくし、中間転写体１０５の一周長を感光体１０２の一周長の整数倍（ｎ倍）からずらすことによって、生じさせることができる。また、この差は、中間転写体１０５の一周長が感光体１０２の一周長の整数倍（ｎ倍）の場合は、中間転写体１０５の周速度を感光体１０２の周速度からずらすことによっても、生じさせることができる。
【００１８】
感光体１０２及び中間転写体１０５を駆動するギヤは公差をもっているため、感光体１０２及び中間転写体１０５には周速度のフレがある。そのため、周速度を感光体１０２と中間転写体１０５とで等しくする場合は、各々の周速度のフレによる、感光体１０２に対する中間転写体１０５の周速度の差が、プラスにもマイナスにも生じる。このとき画像形成の再現性が低下する場合がある。一方、中間転写体１０５の周速度を感光体１０２の周速度からずらすことで、感光体１０２の一回転周期の整数倍（ｎ倍）と中間転写体１０５の一回転周期との間の差を設ける場合を考える。このとき周速度のズレの幅を、ギヤの公差による周速度差のフレの幅よりも大きくすることで、周速度の差はプラスあるいはマイナスの一方向にのみ生じさせることができる。その場合は画像形成の再現性が比較的良くなる。また、感光体１０２に対する中間転写体１０５の周速度の差は、マイナスよりもプラスであるほうが、さらに画像形成の再現性が良い。
【００１９】
以上より、感光体１０２の一回転周期の整数倍（ｎ倍）と中間転写体１０５の一回転周期との間に差を生じさせるには、以下の（ａ）よりも（ｂ）の方が画像形成の再現性の点で好ましい。
（ａ）感光体１０２と中間転写体１０５の周速度を等しくし、中間転写体１０５の一周長を感光体１０２の一周長の整数倍（ｎ倍）からずらす
（ｂ）中間転写体１０５の周速度を感光体１０２の周速度からずらす
また、中間転写体１０５の周速度を感光体１０２の周速度からずらすとき、感光体１０２の周速度に対する中間転写体１０５の周速度の差がプラスであるほうが画像形成の再現性の点でさらに好ましい。
以上の方法によって、中間転写体１０５が一回転したときに、感光体１０２と中間転写体１０５との周方向の相対位置を、感光体１０２の一回転周期の整数倍（ｎ倍）と中間転写体１０５の一回転周期との間の差に応じてずらすことができる。
【００２０】
（帯電工程）
感光体１０２は、回転過程で一次帯電器１０３により所定の極性・電位に一様に帯電処理されるが、感光体の表面に局所構造がある場合、局所構造のある箇所には電荷が保持されにくい。そのため局所構造のある箇所には電位分布の凹みが感光体１０２の表面上に形成される。一方、局所構造がない箇所には感光体の表面上に電位分布の凹みは形成されない。
【００２１】
（一次顕像形成工程）
次いで、第１色として所望の色を選択し現像を行う。これにより第１色のトナーが感光体１０２の表面上の局所構造の有無に応じて現像される。
第１色としてマゼンタトナー、イエロートナー、シアントナーの内から選択される場合は、第２現像器１０４ｂが回転し、第１色のトナーを付着させる現像器が所定の位置にセットされ、第２現像器に現像バイアスが印加されることで現像される。このとき第１現像器１０４ａは作動オフになっていて感光体１０２には作用せず、マゼンタトナー、イエロートナーおよびシアントナーによる現像に影響を与えることはない。一方、所望の色のトナーがブラックトナーの場合は、第２現像器１０４ｂは作動オフとなり、第１現像器１０４ａに現像バイアスが印加され、感光体１０２にブラックトナーが現像される。
この感光体１０２の表面上に現像された顕像を一次顕像と呼ぶことにする。
【００２２】
トナー極性に制限はなく、正極性および負極性のいずれも使用することができる。しかし、感光体１０２の帯電極性に応じて、負極性帯電では正極性トナー、または、正極性帯電では負極性トナーにより現像する組合せでは、トナー飛散部による誤検出が少なくなるものの、ポチ（画像欠陥）が再現良く画像上に形成されない場合がある。このため、感光体上の局所構造の特定が困難になる可能性がある。一方、負極性帯電では負極性トナー、または、正極性帯電では正極性トナーで現像する組合せでは、トナー飛散部による誤検出の可能性があるものの、画像上におけるポチの形成の再現性が良く、検出漏れの発生を抑えやすい。そのため、負極性帯電では負極性トナー、または、正極性帯電では正極性トナーで現像する組合せのほうが、確実に感光体上の局所構造を特定するうえで好ましい。
【００２３】
以降、負極性帯電では負極性トナー、または、正極性帯電では正極性トナーで現像する組合せの場合を例に説明する。
この組合せでは、感光体１０２に局所構造がある場合、一次顕像は局所構造に対応した場所にトナー付着された顕像となる。一方、感光体１０２に局所構造がない場合、一次顕像はトナー付着のない顕像となる。
【００２４】
（一次転写工程）
このようにして感光体１０２の表面上に形成された一次顕像は、感光体１０２と中間転写体１０５とのニップ部１１１を通過する過程で、一次転写バイアスが一次転写ローラ１０６に印加されることによって形成される電界により、中間転写体１０５の外周面に転写される。
次に再び帯電工程を経て、感光体１０２の表面上に、第２色の一次顕像形成工程が、第１色の一次顕像形成工程と同様の方法でなされる。こうして第２色の一次顕像が、第１色の一次顕像が転写された中間転写体１０５の外周面上に重畳転写される。
【００２５】
ここで第１色の一次顕像が転写された中間転写体への、第２色の一次顕像の重畳転写は、第１色の一次顕像の中間転写体への転写位置と同じ位置になされる。
３色以上使用する場合は、以下同様に第３色以降の一次顕像が中間転写体１０５の外周面上に重畳転写される。全色重畳転写されて中間転写体１０５の表面上に形成された顕像を、二次顕像とよぶことにする。また、二次顕像を形成する工程を二次顕像形成工程とよぶ。
【００２６】
（二次転写工程）
次に、給紙カセット１０９から中間転写体１０５と二次転写ローラ１０７との当接ニップ部に所定のタイミングで紙１０８を給送する。給送速度は中間転写体１０５の周速度と同一とする。二次転写ローラ１０７が中間転写体１０５に当接されると共に、二次転写バイアスがバイアス電源から二次転写ローラ１０７に印加される。この結果、中間転写体１０５の表面上に重畳転写された二次顕像が、第二の画像担持体である紙１０８に転写される。紙１０８に転写された顕像を三次顕像と呼ぶことにする。
【００２７】
（定着工程）
三次顕像が形成された紙１０８は、定着器１１０に導かれ、ここで紙１０８の表面上に三次顕像が加熱定着されることで紙１０８の表面上に画像が形成される。
感光体１０２に局所構造がある場合、形成された画像には、次のようなパターンが含まれる。すなわち、局所構造に応じた第１色と第２色各々のトナー付着が、感光体１０２の一回転周期の整数倍（ｎ倍）と中間転写体１０５の一回転周期との間の差に応じた距離離れて配列されたパターンが含まれる。
【００２８】
このパターンの生成過程を図２の概略図を参照して説明する。
図２は、感光体１０２の一周長に対し中間転写体１０５の一周長が２倍であり、感光体１０２の周速度に対し中間転写体１０５の周速度が１．００５倍速く、中間転写体１０５が一周したとき感光体１０２と中間転写体１０５の表面上の相対位置がずれるようにした場合の概略を示している。
図１の感光体１０２の表面上の点Ａと、中間転写体１０５の表面上の点Ｂとが、ニップ部１１１を通過する時刻を図２（Ａ）に示す。Ｂ点がニップ部を通過する時刻をｂ１、ｂ２、ｂ３とし、Ａ点がニップ部を通過する時刻をａ１、ａ２、ａ３、ａ４、ａ５とすると、図２（Ａ）に示すようにＢ点に対するＡ点の相対通過時刻（Ｂ点通過後にＡ点が通過するまでの時間）が徐々に遅れていく。
【００２９】
そのため点Ａの場所に局所構造がある場合、中間転写体１０５が一周する毎に、一周長比、及び周速度比に応じた距離２０８だけ離れて配列されたトナー付着のパターンが中間転写体１０５上に形成される。
「一周長比」は、感光体１０２の一周長に対する中間転写体１０５の一周長の比を意味する。「周速度比」は、感光体１０２の周速度に対する中間転写体１０５の周速度の比を意味する。
【００３０】
例えば感光体の直径を８４ｍｍとし、感光体を１秒間に１回転させる場合、周速度比（１．００５倍）と一周長比（２倍）に応じた距離２０８は下記式より約２．６４ｍｍとなる。
８４ｍｍｘπｘ（１．００５−１）ｘ２≒２．６４ｍｍ（πは円周率）
このとき紙搬送のタイミングをＢ点が紙１０８の端部近傍となるように合わせたとき、紙１０８の表面上には図２（Ｂ）に示すようなパターン２０６が形成される。２０２は画像が形成された紙であり、２０３、２０４、２０５はそれぞれ図２（Ａ）の時刻ａ１、ａ３、ａ５で現像されたトナー付着部に対応する。
【００３１】
以上説明したように形成されたパターン２０６を以下のように「特定パターン」と呼ぶ。
即ち、帯電工程と一次顕像形成工程と一次転写工程とを感光体において複数回行い（好ましくは３回以上行い）、中間転写体上に重畳転写した二次顕像から形成される画像を考える。この画像において感光体１０２の一回転周期の整数倍（ｎ倍）と中間転写体１０５の一回転周期との間の差に応じた距離離れて配列された複数のトナー付着部からなるパターンを以後「特定パターン」と呼ぶ。
特定パターンは、感光体の表面上に異物の付着がなければ、感光体上の局所構造のみが原因となって形成される。しかし、特定パターンの検出方法によっては、画像形成時に発生するトナー飛散部を特定パターンとして誤検出してしまう場合がある。
【００３２】
また、二次転写工程において、給紙カセット１０９の上の紙１０８の配置公差に起因する紙搬送方向の角度のバラツキがある。図２（Ｃ）に示すように紙１０８の長辺と短辺のうち、紙搬送方向との角度が小さいほうの一辺に対して、トナー付着の配列方向（紙搬送方向）に角度２０７が生じる場合がある。
特定パターンにおける、感光体１０２の一回転周期の整数倍（ｎ倍）と中間転写体１０５の一回転周期との間の差に応じた距離２０８を以後「パターン間隔」と呼ぶ。また、紙の長辺と短辺のうち紙搬送方向との角度が小さいほうの一辺に対する、特定パターンを構成するトナー付着部の配列方向の角度２０７を以後「パターン角度」と呼ぶ。
【００３３】
感光体１０２に異物が付着している場合、帯電工程時に異物付着箇所で一様な帯電が損なわれる場合がある。そのとき感光体の局所構造のある箇所と同様の画像形成がなされてしまい、特定パターンとして誤検出される要因となりうる。そのため感光体１０２を画像形成部１０１に搭載する直前に、付着物を取り除くことが誤検出を減らす上で好ましい。
また容易に除去できる異物の場合は、上述したような画像形成はされないため誤検出の要因とはならない。
【００３４】
画像形成部は上記のような中間転写体を用いた構成でなくともよく、紙搬送体が感光体と当接ニップ部を介して配置された構成でもよい。この構成の場合では、紙搬送体と感光体との当接ニップ部において、紙転写ローラによって紙上に直接二次顕像を形成した後、定着器によって定着されることで画像が形成される。
つまり、前述の中間転写体を用いた構成では、各色の一次顕像を中間転写体へ重畳転写したうえで紙に転写する。これに対し、中間転写体を用いないこの構成では、紙を紙搬送体に担持させ、当接ニップ部において紙と感光体を接触させ、各色の一次顕像を直接、紙に重畳転写させる。
【００３５】
各色の一次顕像を直接紙に重畳転写させることで形成させた二次顕像を、定着器によって紙上に加熱定着させることで、紙上に画像が形成される。
この構成の場合、紙搬送体が一回転したときに、紙搬送体上と感光体表面上との相対位置がずれるように、感光体の一回転周期の整数倍と紙搬送体の一回転周期との間に差を生じさせる。このことで、感光体の局所構造に応じて図２に示すパターンを画像上に形成することができる。
【００３６】
次に、検出部１１２について説明する。画像が形成された紙１１３はステージ１１４上に固定される。ステージ１１４の部材はアルミ、鉄、ステンレス等が用いられるが、剛性が高く熱膨張率が小さい部材が好ましい。また、ステージの自重による撓みを抑えるため、ステージ下部に支柱（不図示）を設けることが好ましい。
紙１１３をステージ１１４の上へ固定する方法としては、排気吸着、静電吸着がある。いずれも固定時に紙１１３とステージ１１４の間に埃や異物を挟み込むことを防止するため、固定前にステージ１１４の上の異物を除去することが好ましい。異物除去方法の一例として、静電付着した異物をイオン送風機によって除去する方法が挙げられる。
【００３７】
排気吸着によって紙１１３をステージ１１４の上に固定する場合、ステージ１１４の上にポンプ１１５の吸気口と接続される吸着孔を複数設ける。ポンプの排気量は、固定する紙１１３の面積や吸着孔の配置や形状、紙の材質や厚さに依存するが、５０Ｌ／ｍｉｎ以上であることが好ましい。しかし吸着孔が大きい場合はポンプの排気量が大きすぎると、吸着孔部で紙の凹みが生じ、カメラによる画像データ取込に焦点ズレが生じる。そのためポンプとステージとの間に調整バルブ１１６を設けて適宜排気量を調整できるようにすることが好ましい。
【００３８】
ステージ１１４上に設ける複数の吸着孔の配置は、紙１１３の端部での反り上がりを防止するため、紙１１３端部に対応する箇所の吸着孔の数密度を大きくする事が好ましい。各吸着孔の孔径は、吸着時の孔部での紙１１３の凹みを抑えるため５ｍｍ以下が好ましい。
一例として、縦２９７ｍｍ横４２０ｍｍの紙１１３に対し、直径１ｍｍの吸着孔を、紙端部から内側１０ｍｍの範囲では縦横方向に５ｍｍ間隔であけ、内側１０ｍｍから紙中央部の範囲では縦横方向に１０ｍｍ間隔で配置し５００Ｌ／ｍｉｎのドライポンプで紙を排気固定する例が挙げられる。
【００３９】
次に、ステージ１１４の上に固定された紙１１３の上に形成された画像を画像データとして解析部１２２に取込む。画像センサ１１８とレンズ１１７は画像を必要な解像度で得られれば特に制限はなく、例えば５μｍ程度の解像度が好ましい。画像センサ１１８としてはＣＣＤエリアセンサ、ＣＣＤラインセンサを用いる事ができる。また画像形成部１０１で複数色から形成した画像の解析を可能とするため、画像センサ１１８はカラーセンサであることが好ましい。
【００４０】
また、検査精度を高めるため、画像取込範囲の照明系１１９を設置することが好ましい。照明系の構成は、光ファイバを用いてカメラの光軸と照明の光軸を一致させる構成や、カメラの光軸に対して照明の光軸を斜めにしてカメラ近傍から取込範囲を照射する構成を用いる事ができる。照明光源としては、ハロゲンランプを使用することができるが、光源寿命や光強度の安定性から、ＬＥＤ光源を使用する方が好ましい。
一例として、画像センサ１１８として一素子の解像度が１０μｍの素子４０９６個からなるカラーＣＣＤラインセンサ、レンズ１１７として２倍レンズ、照明系１１９として、ＬＥＤ光源によるカメラ近傍からの斜め光照射により、解像度５μｍを得る例が挙げられる。
【００４１】
画像センサ１１８の一度の取込範囲によっては、画像センサ１１８とレンズ１１７とで構成されるカメラと、ステージ１１４との位置関係を、縦横の２軸あるいは、縦か横の１軸方向に相対的に移動させることで、画像全域または感光体一周分に対応した画像範囲の取込を行う。
カメラとステージ１１４の相対的移動方法には、カメラを固定しステージを移動させる、ステージを固定しカメラを移動させる、ステージとカメラの両方を移動させる、のいずれかの方法を用いることができる。特に高解像度で画像データを取込む際には、移動によって発生する機械振動がカメラに伝わり、画像データ取込に悪い影響を与えやすい。そのためカメラを固定し、ステージ１１４を移動させる方法が好ましい。
【００４２】
ステージ１１４の移動方法の一例として、ステージ１１４をモータコントロールボード１２３によってステッピングモータ１２１を制御し、移動ギヤ１２０を介して移動させる例が挙げられる。この移動方法を縦横の２軸に対して実施することで画像全域を走査する。
画像データ取込の一例として、縦２９７ｍｍ横４２０ｍｍの紙１１３に対し、長さ２０．５ｍｍを取込めるカラーＣＣＤラインセンサを横方向に配置して縦方向に走査し、紙１１３の縦方向の両端間を走査し終えたらステージ１１４を横方向に移動させ、同様の動作をさせることで、画像域全体の画像データ取込を行う例が挙げられる。
【００４３】
画像データの取込を高解像で実施する場合、一般的にカメラの被写界深度が浅くなるため、ステージ１１４の表面の平面精度、ならびに、カメラ取付けの傾き精度における要求精度が高くなる。そのため画像全域でカメラのフォーカスをあわせることが困難になる場合がある。その場合、カメラと紙１１３の表面との距離を画像全域で一定にするために、カメラ部にレーザ測長計と、レーザ測長計の測長結果に応じてカメラの高さを調整する駆動モータとコントローラからなる高さ自動調整機構を設置することが好ましい。
【００４４】
画像センサ１１８により取込まれた画像データは解析部１２２における画像処理ボード１２４を介して解析コンピュータ１２５に入力され、特定パターンの有無を解析する。この解析において、画像データを各色に分解し、各色濃度の閾値に対して画像データを２値化し、濃度の濃い部分を抽出する。２値化の際、各ピクセル濃度値から、２次元座標に対する近似関数によってピクセル間の濃度変化を補完し、補完された濃度分布から２値化する方法を使用する方が、高精度の解析ができるため好ましい。
２値化によって抽出された閾値以上の濃度をもつ、画像データ上の各ピクセルまたは互いに隣接するピクセルを接合させてなる集合を以後「島」と呼ぶ。
【００４５】
画像データ取込の際に生じる画像センサ１１８のノイズにより、取込まれた画像データの濃度が局所的に高くなることがある。そのようなノイズは画像データ取込時において１画素毎に瞬間的に発生するため、２値化された画像データ上では１ピクセルのみで構成された島となる。従って１ピクセルの面積の島を消去する処理を２値化後の画像データに施すことで、このようなノイズの影響を除外し、誤検出を減らすことができる。
【００４６】
次に解析工程において特定パターンの有無を解析する方法について述べる。
図３（Ａ）に示すように、画像形成で第１色と第２色のみ使用した場合、第１色の島３０４の重心座標に対して、パターン間隔３０１だけ離れた座標近傍に、第２色の島３０５の重心座標があれば、特定パターンとして検出する。一方、もし前述の座標近傍に第２色の島３０５の重心座標がなければ、特定パターンとして検出されない。
第３色を使用した場合は、図３（Ｂ）に示すように第１色の島３０４に対する第２色の島３０５の重心座標、さらに第２色の島３０５に対する第３色の島３０６の重心座標を同様の方法で解析することにより、すべての色の島がパターン間隔３０１で配列していれば特定パターンとして検出する。第４色以上使用した場合も同様である。
【００４７】
実際のパターン間隔は、感光体１０２、中間転写体１０５を駆動するギヤの公差による周速度の振れがあるためバラツキをもっている。また前述したように二次転写工程において、給紙カセット１０９の上の紙１０８の配置位置ズレにより、バラツキをもったパターン角度が生じうる。
そのため、図３（Ｃ）のようにパターン解析の際、パターン間隔のバラツキを考慮して設定した距離の幅３０２とパターン角度のバラツキを考慮して設定した角度の幅３０３とで囲まれる範囲を設ける。そしてこの範囲内に第２色の島の重心３０５が入っていれば特定パターンとして検出することにより、島の重心座標にある程度のバラツキがあっても検出漏れしないようにすることが好ましい。
以後、３０２を「パターン許容間隔」と呼び、３０３を「パターン許容角度」と呼ぶ。また、このパターン許容間隔３０２とパターン許容角度３０３によって囲まれた範囲を「パターン許容範囲」と呼ぶ。
【００４８】
一次顕像形成工程において、感光体１０２の表面上に局所構造がなくても、感光体１０２の表面上のランダムな位置にトナーが付着するトナー飛散が生じ、紙１１３の上にもこのトナー飛散によるトナーが転写され、画像上のランダムな位置にトナーが付着する場合がある。帯電工程で印加された帯電量にも依存するが、トナー飛散によるトナー付着部の径は殆ど３０μｍ以下であり、肉眼で視認されることはなく画質に影響しない。しかし高解像度で取込んだ画像データを２値化したとき、トナー飛散によるトナー付着部も島として抽出され誤検出の原因となりうる。
以後、感光体の局所構造によって生じる島を「ポチ」と呼び、それと区別するため、トナー飛散によって生じる島を「トナー飛散部」と呼ぶ。
【００４９】
図３（Ｄ）に示すように、トナー飛散があるとき第１色と第２色のみから特定パターンが形成される場合、第１色のトナー飛散部３０７の１つに対し、第２色のトナー飛散部３０８の１つがパターン許容範囲に入ると、特定パターンとして誤検出してしまう場合がある。
一方、第３色を使用した場合は、図３（Ｅ）に示すように第３色のトナー飛散部３０９が生じるものの、第２色のトナー飛散部３０８、第３色のトナー飛散部３０９がともにパターン許容範囲に含まれる頻度は少ないため誤検出を減少できる。そのため画像形成部１０１における画像形成は３色以上を使用することが好ましい。
【００５０】
パターン間隔が長い場合、給紙カセット１０９の上に置かれた紙１０８の配置位置ズレのパターンに与える影響が大きくなる。
図６は、感光体１０２の一回転周期の整数倍（ｎ倍）と中間転写体１０５の一回転周期との間の差を長くした場合に１つの局所構造に対応する第１色の島６０１と第２色の島６０３における重心座標の関係をパターン解析する際の状況を説明するための図である。
感光体１０２の一回転周期の整数倍（ｎ倍）と中間転写体１０５の一回転周期との間の差を長くして、この差に対応するパターン間隔６０５の特定パターンを検出するとき、紙１０８の配置位置ズレの影響が大きくなる。よって、第２色の島６０３の検出漏れ防止のためにパターン許容間隔６０８とパターン許容角度６０６を大きく設ける必要がある。このとき、第１色のトナー飛散部６０９に対して、第２色のトナー飛散部６１０の重心座標もパターン許容範囲に入りやすくなるため、誤検出が生じやすくなる。
【００５１】
一方、感光体１０２の一回転周期の整数倍（ｎ倍）と中間転写体１０５の一回転周期との間の差が短い場合、パターン間隔６０４が短いため紙１０８の配置ズレの影響が小さい。そのためパターン許容範囲は小さくなっても検出漏れすることがない。このとき第２色のトナー飛散部６１０を検出しにくく誤検出は少ない。
そのため、パターン間隔は各色の島が重ならない限り短いことが好ましく、１ｍｍから５ｍｍが好ましい。
【００５２】
パターン解析の際、図８（Ａ）に示すように、パターン許容間隔８１０とパターン許容角度８１１とによるパターン許容範囲内に、複数の島の重心座標が含まれる場合がある。図８（Ａ）は、第１色の島８０１に対して、第２色の島８０３の重心座標８０４と島８０７の重心座標８０８とが含まれる状況を示す。トナー飛散部はトナー１個の粒子からなる場合が多いのに対し、ポチはトナー複数個からなる場合が多く、２値化後の島の面積はポチの方がトナー飛散部よりも大きい傾向がある。
そのためパターン許容範囲内に複数の島の重心座標が含まれる場合には、面積の大きい島８０３を優先して解析の対象とし、面積の小さい島８０７を解析の対象から除外する処理を行うことが、誤検出を減らす上で好ましい。
【００５３】
また、図８（Ｃ）に示すように、第２色のパターン許容範囲内に島８２０の重心座標８２１が含まれるものの、第１色の島８１８および第３色の島８２２の面積に対し、第２色の島８２０の面積が大きく異なる場合がある。特定パターンを構成する各色のポチは、同一の局所構造を原因として形成されるため、図８（Ｂ）に示す第１色の島８１２、第２色の島８１４、第３色の島８１６のように、各々の島の面積が同一に近くなる。
従って、パターン許容範囲内に島の重心座標が含まれても、各色の島の面積が極端に異なる場合は、ポチでない可能性がある。そのため、第１色の島８１８、第２色の島８２０、第３色の島８２２、において最小の面積に対する最大の面積の比を算出し、その比が別途設定した閾値比に対して大きければ解析の対象から除外する処理を実施することが、誤検出を減らす上で好ましい。
【００５４】
さらに、図８（Ｄ）に示すように、３色から構成される画像から特定パターンの有無を解析する際、線分８３０と線分８３１とがなす小さい方の角度（劣角）が１８０度より小さくなる場合がある。線分８３０は第１色の島８２４の重心座標８２５と第２色の島８２６の重心座標８２７とを結ぶ線分である。線分８３１は、第２色の島８２６の重心座標８２７と第３色の島８２８の重心座標８２９とを結ぶ線分である。
特定パターンにおける各色のポチの重心座標は直線上に並ぶことから、図８（Ｄ）のように各色の島の重心座標がパターン許容範囲内に含まれていても、劣角が極端に小さくなる場合、これらの島はトナー飛散部である可能性がある。そのため、図８（Ｄ）のような場合をパターンから除外する処理を行なうことが、誤検出を減らすうえで好ましい。
また、ポチの形状は、局所構造の形状を反映した形状となる傾向がある。例えば感光体１０２上の局所構造が三日月型の形状であれば、ポチの形状も三日月型の形状になり易い。しかし数十μｍの径のポチでは、島を構成するトナー粒子の数が少ないため、局所構造の形状を正確に反映できない場合もある。
【００５５】
１つの局所構造に対して第１色または第２色のポチが複数生じる場合がある。
図４の４０１、４０２、４０３は１つの局所構造に対応して発生した第１色の複数のポチであり、４０４、４０５、４０６、４０７は１つの局所構造に対応して発生した第２色の複数のポチである。
このとき、図４（Ａ）に示すように第１色における各ポチのうちの１つ４０１の重心座標４１０に対し、第２色における各ポチのうちの１つ４０７の重心座標４１３について特定パターンであるか否かを解析する。この解析過程で、パターン許容間隔４０８およびパターン許容角度４０９で規定される許容範囲内に重心座標４１３が含まれなず、特定パターンとして検出されない場合がある。４０１と４０７の関係の他に、第１色のポチ４０１、４０２、４０３に対する第２色のポチ４０４、４０５、４０６、４０７との重心座標の全ての関係においても同様であり、特定パターンとして検出されず、検出漏れが生じてしまう。
【００５６】
このように、１つの局所構造に対して第１色または第２色のポチが複数生じる場合、検出漏れを防止するため許容範囲を広げる必要が生じるが、許容範囲を広げるとトナー飛散部による誤検出を増やす要因となりうる。
そのため図４（Ｂ）に示すように、互いに近接した同一色の複数の島全部を１つの島の群とみなす処理を行い、第１色の島の群を４１５、第２色の島の群を４１６とする。そして、この島の群の面積と濃度の重みを考慮した第１色の島の群４１５の重心座標４１２と、第２色の島の群４１６の重心座標４１４から特定パターンであるか否かを解析することが、誤検出を無くすために好ましい。
上述した互いに近接した同一色の複数の島全部について１つの島の群とする処理を以後「結合処理」と呼ぶ。
【００５７】
結合処理の一例について図９を用いて説明する。
図９（Ａ）において９０１と９０４は島であり、９０２と９０５は各々の島の濃度分布を考慮した重心座標である。９０３は、重心座標９０２を中心とし、島９０１と面積が等しい円である。同様に、９０６は、重心座標９０５を中心とし、島９０４と面積が等しい円である。９０８は、円９０３と９０６の各々の円周間の距離であり、この距離９０８が所定の閾値距離に対して小さければ、島９０１と島９０４とを１つの島の群として含ませる。
【００５８】
このような解析は解析コンピュータ１２５によって行なわれるが、この方法は各島の重心座標と面積のデータを解析コンピュータに転送すれば可能であるため、解析に要するメモリ容量を小さくでき、高速処理が可能となる。
その他の方法として、図９（Ｂ）に示すように、各島の輪郭間の最短距離９０９を所定の閾値距離と比較してもよい。この方法では各島の輪郭座標のデータが必要となるため、比較的多いデータ量の処理がなされるが、解析コンピュータのメモリに余裕があれば高速処理も可能である。
【００５９】
画像形成の際に使用する第１色および第２色は、同一色でも良いが、異なる色を使用する方が誤検出を減らすうえで好ましい。このことについて図７を用いて説明する。
７０４は第１色と、第１色とは異なる色である第２色とから形成された画像データである。７０１は画像データ７０４を色ごとに分解することにより第１色のみ表示した画像データであり、７０５はポチ、７０６はトナー飛散部である。同様に７０２は画像データ７０４を色ごとに分解することにより第２色のみ表示した画像データであり、７０７はポチ、７０８はトナー飛散部である。
【００６０】
第１色と第２色として互いに異なる色を使用して形成した画像データ７０４の場合、特定パターンは、第１色の島と、第１色の島に対しパターン角度の方向にパターン間隔だけ離れた第１色とは異なる色の第２色の島とから形成される。したがって、第１色の島に対してパターン角度の方向にパターン間隔だけ離れた位置に第１色の島があっても特定パターンとして検出されない。例えば画像データ７０４に対して、パターン間隔７０９及びパターン角度０度（縦方向）の特定パターンの有無を解析すると、結果としてポチ７０５とポチ７０７から構成される１個の特定パターンが検出される。
【００６１】
一方、第２色として第１色と同一色を使用して形成した画像データ７０３に対して特定パターンの有無を解析する場合、第１色と第２色とが区別できない。そのため、画像データ７０３に対して、パターン間隔７０９及びパターン角度０度の特定パターンの有無を解析した結果、特定パターン７１０とともにトナー飛散部からなる配列７１１も特定パターンとして誤検出されてしまう。以上より、画像形成の際に第１色および第２色は異なる色を使用する方が、誤検出を減らすうえで好ましい。
【００６２】
画像形成の際に使用するトナーについて制限はなく、通常複写機で使用されるトナーである、ブラックトナー、マゼンタトナー、イエロートナー、シアントナーから選択することができる。紙１１３についても特に制限はないが、白色の紙１１３に対し、ブラックトナー、マゼンタトナー、シアントナーの組合せにすると、画像取込時にトナー付着部と非トナー付着部とのコントラスト差を大きくとり易く、２値化後の島の面積、大きさおよび重心座標の算出精度を高められるため好ましい。
【００６３】
また、複数回の画像形成と解析とを繰返し、特定パターンの検出再現性を確認する処理を実施することが、誤検出を減らすうえで好ましい。また、特定パターンを構成する各色のポチの面積、大きさおよび重心座標の再現性を確認する処理を実施することが、ポチの面積、大きさおよび重心座標の算出精度を高めるうえで好ましい。
以上に述べた解析に加えて、目視による再検査、および、さらに詳細な解析を別途実施できるように、画像データ取込によって２値化処理される前の画像全体の画像データを解析コンピュータ１２５内に保存することが好ましい。
【００６４】
また、検査結果のハンドリング性を高めるため、特定パターンとして検出された配列を構成する各色の島が含まれる微小な範囲の画像データを、画像全体の画像データから切り出す。そして、切り出した画像データを、各色の島の面積、大きさおよび重心座標のデータとリンクさせて保存することが好ましい。
さらに、特定パターンとして検出された配列をナンバリングし、ナンバーとリンクさせて島の画像データを保存することが好ましい。また特定パターンとして検出されない島の画像データについても、島の面積、大きさおよび重心座標のデータとリンクさせて保存してもよい。
【００６５】
これらの保存処理の動作は、画像処理ボード１２４のメモリ部の容量が多ければ、画像全体の画像データ取込後に実施してもよく、また画像データ取込と保存処理とを並行して逐次的に実施してもよい。
保存処理の動作の一例を説明する。縦２９７ｍｍ横４２０ｍｍの紙１１３に対し、長さ２０．５ｍｍを取込み可能なカラーＣＣＤラインセンサを横方向に配置して縦方向に紙１１３の両端間を一回走査した後、ステージ１１４を横方向に移動させ次の縦方向走査を行なうまでの間に、一回走査分の保存処理を行う。
このような逐次処理では、保存処理の時間を別途設ける必要がないとともに、画像処理ボード１２４に必要となるメモリ量も少なくて済む。
【００６６】
解析された結果は、特定パターンとして検出された配列を構成する各色の島に関し、面積、大きさ、重心座標のうちの少なくとも１つに対するヒストグラムを出力させることが好ましい。また、面積、大きさが閾値以上の島を抽出した後に重心座標に対するヒストグラムを出力させることが好ましい。
大きさについては、紙の長軸方向および短軸方向の長さ、島の長軸方向の長さおよび短軸方向の長さ、島と同一の面積をもつ円における直径のうちの少なくとも１つを出力させることが好ましい。
以上のような検出方法の結果に基づいて、感光体１０２の製造工程において、製造装置のメンテナンス実施の要否を判断することで、局所構造の発生を定常的に抑制することができる。
【００６７】
製造装置のメンテナンス実施の要否判断の一例として、感光体１０２がアモルファスシリコン感光体の場合について説明する。
アモルファスシリコン感光体の製造方法は、一般的に知られている真空蒸着法、スパッタリング法、イオンプレーティング法、熱ＣＶＤ法、光ＣＶＤ法、プラズマＣＶＤ法の如き成膜方法により、基体上にアモルファスシリコン膜を形成すればよい。
それらの中でも、原料ガスにＲＦ帯やＶＨＦ帯の高周波電力を印加してグロー放電により分解し、基体上に堆積膜を形成するプラズマＣＶＤ法を用いると、アモルファスシリコン感光体を好適に製造することができる。
【００６８】
次に、アモルファスシリコン感光体の製造装置、および、これを用いた製造方法について、以下に説明する。図５は、電源周波数としてＲＦ帯を用いた高周波プラズマＣＶＤ法による感光体製造装置の一例を、模式的に示した構成図である。
この装置は、大別すると、堆積装置５１００、原料ガスの供給系５２００、反応容器５１１１の中を減圧するための排気装置（不図示）から構成されている。堆積装置５１００中の反応容器５１１１の中には円筒状基体５１１２を載置する載置台５１１０、基体加熱用ヒータ５１１３、原料ガス導入管５１１４が設置される。更に高周波マッチングボックス５１１５を介して高周波電源５１２０が反応容器５１１１を兼ねるカソード電極に接続されている。
【００６９】
原料ガス供給装置５２００は、原料ガスのボンベ５２２１〜５２２６とバルブ５２３１〜５２３６、５２４１〜５２４６、５２５１〜５２５６、及び、マスフローコントローラ５２１１〜５２１６から構成される。各原料ガスのボンベはバルブ５２６０を介して反応容器５１１１の中のガス導入管５１１４に接続されている。
この装置を用いた堆堆膜の形成は、例えば以下のような手順によって行われる。
まず、反応容器５１１１の中に円筒状基体５１１２を設置し、例えば真空ポンプなどの排気装置（図示せず）により反応容器５１１１の中を排気する。続いて、基体加熱用ヒータ５１１３により円筒状の基体５１１２の温度を２００℃乃至３５０℃の所定の温度に制御する。
【００７０】
次に、堆積膜形成用の原料ガスを、ガス供給装置５２００により流量制御し、反応容器５１１１の中に導入する。そして、排気速度を調整することにより所定の圧力に設定する。
以上のようにして膜堆積の準備が完了した後、以下に示す手順で各層の形成を行う。
内圧が安定したところで、高周波電源５１２０を所望の電力に設定して、高周波マッチングボックス５１１５を通じてカソード電極に高周波電力を供給し高周波グロー放電を生起させる。放電に用いる周波数は１〜３０ＭＨｚのＲＦ帯が好適に使用できる。
この放電エネルギーによって反応容器５１１１の中に導入された各原料ガスが分解され、円筒状の基体５１１２上に所定のシリコン原子を主成分とする堆積膜が形成される。所望の膜厚の形成が行われた後、高周波電力の供給を止め、ガス供給装置の各バルブを閉じて反応容器５１１１への各原料ガスの流入を止め、堆積膜の形成を終える。
【００７１】
同様の操作を複数回繰り返すことによって、所望の多層構造の感光層が形成される。また、膜形成の均一化を図るために、層形成を行っている間は、円筒状の基体５１１２を駆動装置（不図示）によって所定の速度で回転させることも有効である。さらに、上述のガス種およびバルブ操作は各々の層の作製条件にしたがって変更が加えられることは言うまでもない。
【００７２】
反応容器５１１１の中に異物があるとき、異物が円筒状の基体５１１２上に付着し、付着した異物が起点となって局所構造が形成される場合がある。
このような異物は反応容器５１１１の中の下部の排気口近傍に溜まりやすく、感光体上の局所構造が、排気口近傍に対応する箇所（図５に示されるように配置された円筒状の基体５１１２の下部）において多く発生する場合がある。
また、反応容器５１１１上部に配置される蓋に付着した異物が、蓋の開閉時に円筒状の基体５１１２上に移動して付着する場合がある。このとき蓋に近い感光体表面上の箇所（図５に示されるように配置された円筒状の基体５１１２の上部）に、局所構造が多く発生する場合がある。
【００７３】
これら感光体表面上に生じた局所構造の位置は、特定パターンの画像上の位置と対応づけることができる。
そのため、特定パターンの位置から感光体表面上の局所構造の位置を特定し、局所構造発生位置に対応する反応容器５１１１の中の箇所の清掃あるいは部品交換といったメンテナンスの実施判断を行う。このことにより、局所構造の少ない感光体を定常的に製造することができる。
例えば、図５に示されるように配置された円筒状の基体５１１２の上部に対応した画像の箇所に特定パターンが集中して検出された場合には、蓋を分解し清掃することにより、局所構造の発生数を抑制することができる。
【実施例】
【００７４】
（実施例１）
図１に示す画像形成部１０１としてキヤノン製電子写真装置（ｉＲＣ６８００）を用い、ドラム状の感光体（直径８４ｍｍ）１０２の周速度に対して、ベルト状の中間転写体１０５の周速度が１．００３５倍となるように改造した。この改造によって、感光体１０２の表面上の位置（例えば図１のＡ点）と、中間転写体１０５の表面上の位置（例えば図１のＢ点）との相対位置関係が、中間転写体１０５が一回転した際に１．８４ｍｍずれるようになった。また帯電極性が負極性となるように改造した。
【００７５】
この改造機を画像形成部１０１とし、画像形成部１０１に感光体１０２を搭載して、感光体１０２を１秒あたり１回転させると同時に中間転写体１０５を回転させ、第１現像器１０４ａ位置での帯電電位が−４５０Ｖとなるように感光体１０２の表面を帯電させた。トナー極性は負極性のトナーを使用し、第１現像器（現像色はブラック）１０４ａには直流電圧−３５０Ｖと周波数１．８ｋＨｚ、電圧振幅１．６ｋＶの交流電圧とを重畳させた現像バイアスを印加することで、ジャンピング現像を行わせた。第２現像器（現像色はシアン、マゼンタ、イエロー）１０４ｂには直流電圧−３５０Ｖと周波数１ｋＨｚ、電圧振幅２．４ｋＶの交流電圧とを重畳させた現像バイアスを印加することで、２成分接触現像を行わせた。
【００７６】
紙１０８として白色のＡ３用紙（４２０ｍｍｘ２９７ｍｍ）を使用し、Ａ３用紙の長軸方向が紙搬送方向となるように給紙カセット１０９の上に配置した。
帯電工程と一次顕像形成工程と一次転写工程の順に２回繰り返すことで、中間転写体１０５の表面上に第１色と第２色からなる二次顕像を形成した。次いで、中間転写体１０５の表面上の二次顕像を紙１０８の表面上に転写し、紙１０８の表面上に第１色と第２色からなる三次顕像を形成した後、定着工程を経て画像形成した。
【００７７】
尚、後述するように、感光体１０２の表面上の局所構造の誤検出数を評価するため、感光体１０２の表面の一部に傷をつけて帯電を損なわせることで、画像上にもその傷に対応したトナー付着部が生じるようにしている。このようにして、画像上の位置と、その位置の画像形成に寄与した感光体１０２の表面上の位置とが、一対一に対応付けられるようにしている。
現像に使用した第１色と第２色のトナーの組合せは表１に示すように、次の６個の組合せとした。マゼンタトナーとイエロートナー（検査条件番号１）、イエロートナーとシアントナー（検査条件番号２）、イエロートナーとブラックトナー（検査条件番号３）、シアントナーとブラックトナー（検査条件番号４）、ブラックトナーとマゼンタトナー（検査条件番号５）、マゼンタトナーとシアントナー（検査条件番号６）。
【００７８】
このようにして作製した画像を、あらかじめ顕微鏡（オリンパス製  ＳＴＭ−ＵＭ）で観察し、画像上に形成されたポチに関して、紙の長軸方向および短軸方向の長さを１００倍の倍率で測定した。そして紙の長軸方向の長さ又は短軸方向の長さのいずれか短い側が３０μｍ以上のポチ５０個をピックアップした。
その後、画像が形成された紙１０８を検出部１１２に設置し、センサ１１８（カラーＣＣＤラインセンサ）によって感光体一周分強（２６６ｍｍｘ  ２９７ｍｍ）の画像データを取り込んだ後、解析コンピュータ１２５において２値化処理を実施した。次いで２値化処理によって抽出された高濃度部の島に関して、紙の長軸方向および短軸方向の長さを出力させた。
【００７９】
また、パターン間隔を１．８４ｍｍ、パターン許容間隔を±０．１ｍｍ、パターン角度を０度、パターン許容角度を±０．１度として、特定パターンの有無を解析した。
さらにマゼンタトナーとシアントナーの組合せについては、以下の３つの処理（ａ），（ｂ），（ｃ）について、処理（ａ）のみを加えた場合（検査条件番号７）、処理（ａ）と（ｂ）を加えた場合（検査条件番号８）、処理（ａ）と（ｂ）と（ｃ）を加えた場合（検査条件番号９）を実施した。
【００８０】
（ａ）：２値化によって抽出された島について結合処理を行う。結合処理は以下のようにする。まず、２つの各々の島と同一の面積をもつ円の半径を求める。次いで、２つの島の重心間距離から２つの円の半径を引いた長さが、閾値距離と比較して短ければ１つの島の群として処理する。閾値距離は１０μｍとする。
（ｂ）：（ａ）の処理の後、パターン許容範囲内に複数の島または島の群が含まれるとき、面積の最も大きい島または島の群をパターン解析の対象として使用する処理を行う。
（ｃ）：（ａ）と（ｂ）との処理を順に実施した後、以下の処理を行う。まず、第１色の島または島の群に対し、第２色の島または島の群の重心座標がパターン許容範囲内に含まれるときに、第１色と第２色との島または島の群のうち、小さい面積に対する大きい面積の比を求める。そして、その比が閾値を上回る場合にパターンから除外する処理を行う。閾値は２とする。
【００８１】
その結果全ての検査条件において、検出部１１２で要した検査時間は２０分以内であった。
表１に各検査条件における検出部１１２で要した検査時間のランクを示す。検査時間のランクは以下のように付けた。以降の比較例および実施例についても同様にランクを付けた。
１０分以上、２５分未満  ・・・Ａ（４点）
２５分以上、４０分未満  ・・・Ｂ（３点）
４０分以上、５５分未満  ・・・Ｃ（２点）
５５分以上、７０分未満  ・・・Ｄ（１点）
７０分以上  ・・・Ｅ（０点）
【００８２】
また、顕微鏡にて測長した画像上に形成された５０個のポチに関し、すべて特定パターンとして検出されるか否かを調べ、特定パターンとして検出されないポチがあれば、検出漏れとしてカウントした。
その結果いずれの検査条件においても検出漏れはなかった。
表１に各検査条件における検出漏れのランクを示す。検出漏れのランクは以下のように付けた。以降の比較例および実施例についても同様にランクを付けた。
検出漏れ０個  ・・・Ａ  （５点）
検出漏れ１個以上  ・・・Ｂ  （０点）
【００８３】
また、顕微鏡にて測長した画像上に形成された５０個のポチに関し、顕微鏡による測長結果に対する、検出部による長さの検査結果の測長誤差を評価した。
その結果、マゼンタトナーとイエロートナー、イエロートナーとシアントナー、イエロートナーとブラックトナーの組合せを使用した検査条件では、イエロートナーの島において顕微鏡による測長結果に対していずれの検査条件でも±５μｍ超、±２０μｍ以内の測長誤差があった。一方、シアントナーとブラックトナー、ブラックトナーとマゼンタトナー、マゼンタトナーとシアントナーの組合せを使用した２色パターンでは、全ての島で±５μｍ以内の測長誤差でおさまった。
【００８４】
表１に各検査条件における測長誤差のランクを示す。測長誤差のランクは以下のように付けた。以降の比較例および実施例についても同様にランクを付けた。
光顕測定に対し±５μｍ以内の誤差  ・・・Ａ（５点）
光顕測定に対し±５μｍ超、±２０μｍ以内の誤差  ・・・Ｂ（３点）
光顕測定に対し±２０μｍ超の誤差  ・・・Ｃ（０点）
【００８５】
次に、検査機で特定パターンとして検出された箇所に対応する感光体の表面を顕微鏡観察し、局所構造の有無を調べた。その結果、処理（ａ）、（ｂ）、（ｃ）を実施しなかった検査条件においては、特定パターンとして検出されたにもかかわらず、感光体の表面の対応する箇所に局所構造がない場合（即ち誤検出）が２１〜２５個あった。一方、処理（ａ）を施した場合は１８箇所、処理（ａ）、（ｂ）を施した場合は１４箇所、処理（ａ）、（ｂ）、  （ｃ）を施した場合は７箇所あった。
【００８６】
表１に各検査条件の誤検出数のランクを示す。誤検出数のランクは以下のように付けた。
以降の比較例および実施例についても同様にランクを付けた。
０個  ・・・ＡＡ（８点）
１個以上５個以下  ・・・Ａ（７点）
６個以上１０個以下  ・・・Ｂ（６点）
１１個以上１５個以下  ・・・Ｃ（５点）
１６個以上２０個以下  ・・・Ｄ（４点）
２１個以上２５個以下  ・・・Ｅ（３点）
２６個以上３０個以下  ・・・Ｆ（２点）
３１個以上３５個以下  ・・・Ｇ（１点）
３６個以上  ・・・Ｈ（０点）
【００８７】
また、表１に示す総合判定のランクは、検査時間、誤検出数、測長誤差、誤検出数の各々の点数における合計から以下のように付けた。以降の比較例および実施例についても同様にランクを付けた。
ＡＡ  ・・・２１点以上２２点以下
Ａ  ・・・１９点以上２０点以下
Ｂ  ・・・１７点以上１８点以下
Ｃ  ・・・１５点以上１６点以下
Ｄ  ・・・９点以上１４点以下
Ｅ  ・・・８点以下
【００８８】
【表１】
0005761918.tif 000002
【００８９】
以上から、本発明によれば、感光体上の局所構造に対応したポチ検出検査の検査時間を２０分以内という短時間に短縮でき、誤検出数を抑えられることが分かった。また検査に用いるトナーの色をマゼンタ、シアン、ブラックから選択することによって測長誤差を抑えられることが分かった。さらに処理（ａ）、（ｂ）、（ｃ）を加えることで誤検出数を減らし、（ａ）のみの処理と比較して（ａ）と（ｂ）を加えた処理の方が、また（ａ）と（ｂ）を加えた処理と比較して（ａ）と（ｂ）と（ｃ）を加えた処理の方がさらに誤検出数低減効果が高いことが解った。
【００９０】
（比較例１）
実施例１と同様の画像形成部１０１と感光体１０２にて、帯電工程と一次顕像形成工程と一次転写工程を１回のみ実施し、Ａ３用紙上に１色からなる三次顕像を形成した後、定着工程を経て画像形成した。現像するトナー色はブラックとした。
この帯電工程と一次顕像形成工程と一次転写工程の順を１回のみ実施することによって、同じ局所構造に対するブラックのポチが、感光体一周長間隔で画像上に生じる。
形成された画像上において、実施例１と同様の方法でピックアップした５０個のポチについて、測長顕微鏡にて観察した後、紙を検出部１１２に設置し、ドラム一周長をパターン間隔として特定パターンを検出させた。
【００９１】
なお、パターン間隔は２６３．８９ｍｍ、パターン角度は０度とし、パターン許容間隔およびパターン許容角度は以下の（パターン許容範囲１）と（パターン許容範囲２）の２種類として特定パターンを解析した。（パターン許容範囲２）は実施例１と同様のパターン許容範囲である。
（パターン許容範囲１）  ：パターン許容間隔を±１４．３ｍｍ、パターン許容角度を±０．１度（検査条件番号１０）
（パターン許容範囲２）  ：パターン許容間隔を±０．１ｍｍ、パターン許容角度を±０．１度（検査条件番号１１）
【００９２】
その結果、検出部１１２で要した検査時間はいずれも８０分だった。
また、誤検出数は（パターン許容範囲１）  で３９個、（パターン許容範囲２）では２２個であった。検出漏れは（パターン許容範囲１）では０個であったが、（パターン許容範囲２）では３３個あった。島の測長誤差はいずれも±５μｍ以内におさまっていた。以上の結果を表２に示す。
【００９３】
【表２】
0005761918.tif 000003
【００９４】
以上より、感光体の一周長という長距離のパターン間隔から特定パターンの有無を解析する場合は、検査時間が長くなることが確認された。また、パターン許容範囲を広げれば検出漏れは生じないものの誤検出数が多くなる一方、パターン許容範囲を狭めると検出漏れを生じてしまうことが解った。
【００９５】
（参考例）
画像形成部が、中間転写体を使用せず、紙搬送体が感光体と当接ニップ部を介して配置され、感光体上の一次顕像が直接紙に転写される構成の画像形成装置を用いた。紙搬送体の一周の長さを、直径８４ｍｍの感光体一周の長に対して２倍とし、紙搬送体の周速度を感光体の周速度の１．００３５倍となるようにした。
このとき感光体表面に対する紙搬送体及び紙表面上の相対位置が、紙搬送体が一回転した際に１．８４ｍｍずれるようになった。
【００９６】
この画像形成部を使用して実施例１の検査条件番号１と同様の検査を行った。その結果、検出部１１２で要した検査時間は１７分、測長誤差は最大で±２０μｍであった。また検出漏れはなく、誤検出数が２３個あった。ランクとしては実施例１の検査条件番号１と同様となった。
以上から、中間転写体を使用せず、紙搬送体が感光体と当接ニップ部を介して配置され、感光体上の一次顕像が直接紙に転写される構成の画像形成部であっても、中間転写体を使用した場合と同様に、検査時間と誤検出を抑えることができることが分かった。
【００９７】
（実施例３）
実施例１と同様の画像形成部を用い、帯電工程と一次顕像形成工程と一次転写工程を３回繰り返すことで、中間転写体１０５の表面上に第１色、第２色、第３色からなる二次顕像を形成した。次いで、中間転写体１０５の表面上の二次顕像を紙１０８の表面上に転写し、紙１０８の表面上に第１色、第２色、第３色からなる三次顕像を形成した後、定着工程を経て画像を形成した。
現像に使用した３色のトナーの組合せは表３に示すように、次の４種類の組合せとした。第１色と第２色と第３色との組合せを、第１色から第３色まですべてマゼンタトナーのみ、第１色と第３色をマゼンタトナーとし第２色をイエロートナー、マゼンタトナーとイエロートナーとシアントナー、マゼンタトナーとブラックトナーとシアントナー。
【００９８】
検出部１１２での処理において、マゼンタトナーとイエロートナーとシアントナーの組合せでは、実施例１に示した処理（ａ）、（ｂ）及び（ｃ）を加えた（検査条件番号１４）。
またマゼンタトナーとブラックトナーとシアントナーの組合せについては、以下の（処理パターン１）、（処理パターン２）、（処理パターン３）の３種類の処理を実施した。
（処理パターン１）：処理（ａ）、（ｂ）、（ｃ）のいずれも加えない。（検査条件番号１５）
（処理パターン２）：処理（ａ）、（ｂ）及び（ｃ）を加える。（検査条件番号１６）
（処理パターン３）：処理（ａ）、（ｂ）及び（ｃ）に加えてさらに下記処理（ｄ）を加える。（検査条件番号１７）
【００９９】
（ｄ）：処理（ａ）、（ｂ）及び（ｃ）を順次実施した後、第１色の島の重心座標と第２色の島の重心座標とを結ぶ線分と、第２色の島の重心座標と第３色の島の重心座標とを結ぶ線分とのなす劣角が、角度閾値以下の場合にパターンから除外する。角度閾値は１７９．２度とする。
また、第１色から第３色まですべてマゼンタトナーのみ（検査条件番号１２）、第１色と第３色をマゼンタトナーとし第２色をイエロートナー（検査条件番号１３）の２種類の組合せでは、いずれも、処理（ａ）、（ｂ）、（ｃ）のいずれも加えずに実施した。
その他の検査条件は実施例１と同様である。
その結果、いずれの検査条件でも検査時間は２０分以内におさまるとともに検出漏れはなかった。
【０１００】
また、誤検出数は検査条件番号１２で１２個、検査条件番号１３で７個であった。いずれも実施例１の検査条件番号４から６に示した第１色と第２色のみから現像した場合の検査条件よりも誤検知数が少なかった。さらに、第１色から第３色が同一色の場合よりも、異なる色の場合のほうが、誤検知数が少なかった。
また、その他の検査条件の誤検知数として、検査条件番号１４で２個、検査条件番号１５（処理パターン１）で３個、検査条件番号１６（処理パターン２）で２個、検査条件番号１７（処理パターン３）で０個であった。
【０１０１】
測長誤差は第１色と第３色をマゼンタトナーとし第２色をイエロートナーの組合せ、および、マゼンタトナーとイエロートナーとシアントナーの組合せでは±５μｍ超、±２０μｍ以内の誤差におさまった。また、第１色から第３色まですべてマゼンタトナーのみの組合せ、および、マゼンタトナーとブラックトナーとシアントナーの組合せでは±５μｍ以内の誤差におさまった。
以上の結果を表３に示す。
【０１０２】
【表３】
0005761918.tif 000004
【０１０３】
以上から、３色による画像形成によって、２色のみの場合に対して誤検出が減ることが解った。
また、マゼンタトナー、シアントナー、ブラックトナーから現像する色のトナーを選択することにより、測長精度を高めることができることが解った。
また、処理（ａ）、（ｂ）及び（ｃ）に加えて処理（ｄ）を施すことによってさらに誤検出を減らせることが解った。
【０１０４】
（実施例４）
図５に示す下部に排気口のある反応容器から構成されるアモルファスシリコン感光体の製造装置によりアモルファスシリコン感光体を作製した。作製した感光体に対し、実施例３における検査条件番号１５と同様の検査条件にて、実施例１と同様の方法で特定パターンを検出した。
その際、本発明の効果を確認するため、あらかじめ反応容器内のメンテナンス間隔を伸ばして、異物が反応容器下部に溜まりやすい状況にした上で感光体を作製した。
【０１０５】
また、大きさに関する閾値（サイズ閾値）と個数に関する閾値（個数閾値）を各々設定し、まず、サイズ閾値以上の大きさのポチを１つ以上有する特定パターンの個数を抽出した。次に、抽出された特定パターンの個数が個数閾値以上であれば、製造装置のメンテナンス実施判断を行うようにした。
サイズ閾値は４０μｍとし、ポチの長軸方向の長さと比較することで大きさ比較を行った。また、個数閾値は５個と設定した。
その結果、従来では問題とならなかった小さなポチからなる特定パターンが、反応容器下部に対応する画像位置から多数検出された。検出された特定パターンの位置に対応する感光体表面上に、小さな局所構造があることを確認した。
【０１０６】
検出されたポチの径はすべて５０μｍ未満であり、長軸方向長さが４０μｍを超えるポチを含む特定パターンの個数は６個だった。
この結果を受けて、反応容器の下部を清掃するメンテナンスを実施し、その後感光体を製造した。この感光体に対して同様の検査と確認を行ったところ、成膜炉（反応容器）の下部に対応した感光体表面上における局所構造の検出数は減少し、長軸方向長さが４０μｍを越えるポチを含む特定パターンの個数は０個となった。
以上のように、サイズ閾値以上となる長軸方向長さを有するポチを含んだ特定パターンの個数を抽出し、抽出された特定パターンの個数が個数閾値以上であれば製造装置のメンテナンス実施判断をする。このことにより、局所構造の少ない感光体を定常供給できることが分かった。
【符号の説明】
【０１０７】
１００‥‥検査機
１０１‥‥画像形成部
１０２‥‥感光体
１０４ａ‥‥第一現像器
１０４ｂ‥‥第二現像器
１０５‥‥中間転写体
１０６‥‥一次転写ローラ
１０７‥‥二次転写ローラ
１０８‥‥紙
１１２‥‥検出部
１１３‥‥画像が形成された紙
１１７‥‥レンズ
１１８‥‥センサ
１１９‥‥照明系
１２２‥‥解析部
１２４‥‥画像処理ボード
１２５‥‥解析コンピュータ
【図１】
0005761918.tif 000005
【図２】
0005761918.tif 000006
【図３】
0005761918.tif 000007
【図４】
0005761918.tif 000008
【図５】
0005761918.tif 000009
【図６】
0005761918.tif 000010
【図７】
0005761918.tif 000011
【図８】
0005761918.tif 000012
【図９】
0005761918.tif 000013