(57)【要約】【課題】感光体などの帯電可能な材料の検査物の厚みや帯電量ないし電位などである電気特性に関わる情報の分布を正確に検査ないし検出することが可能な検査装置及び方法を提供することである。【解決手段】検査装置は、少なくとも表面が帯電可能な材料からなる検査物5に対して、電磁波発生器1から発生した電磁波を相対的に移動させて照射できる様に構成される。検査物5で反射した反射電磁波4または検査物を透過した透過電磁波を検出する電磁波検出器2を設けて、この検出結果を用いて検査物の電気特性に関わる情報の分布を取得する。電磁波検出器2によって検知される反射電磁波または透過電磁波の最大振幅を、予め用意した検量線と比較することによって、電磁波3の照射位置における検査物5の電気特性に関わる情報の分布を取得することができる。【選択図】図1
2008026087.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
少なくとも表面が帯電可能な材料からなる検査物に対して、電磁波発生器から発生した電磁波を相対的に移動させて照射できる様に構成され、
検査物で反射した反射電磁波または検査物を透過した透過電磁波を検出する電磁波検出器を設けて、この検出結果を用いて検査物の電気特性に関わる情報の分布を取得することを特徴とする検査装置。
【請求項２】
前記検査物は、回転可能または移動可能に装着される検査物であって、
検査物を回転させるための回転手段と検査物を回転軸方向に移動させるための移動手段、または検査物を2次元方向に移動させるための移動手段を備え、
更に、電磁波の検査物への照射位置を算出するための位置検出手段と、検査物の電気特性に関わる情報の分布を算出するための情報処理手段と、を備えていることを特徴とする請求項1記載の検査装置。
【請求項３】
前記電気特性に関わる情報の分布は、厚み及び帯電量ないし電位の分布であることを特徴とする請求項1または2記載の検査装置。
【請求項４】
前記電磁波はテラヘルツ波であることを特徴とする請求項1乃至3のいずれかに記載の検査装置。
【請求項５】
少なくとも表面が帯電可能な材料からなる検査物に対して、電磁波発生器から発生した電磁波を相対的に移動させて照射し、
検査物で反射した反射電磁波または検査物を透過した透過電磁波を電磁波検出器で検出して、この検出結果を用いて検査物の電気特性に関わる情報の分布を取得する検査方法であって、
前記電磁波検出器によって検知される反射電磁波または透過電磁波の最大振幅を、予め用意した検量線と比較することによって、電磁波の照射位置における検査物の電気特性に関わる情報の分布を取得することを特徴とする検査方法。
【請求項６】
前記検量線が、電磁波の最大振幅値と、検査物の厚みと、検査物の測定位置における帯電量の3つのパラメータによって構成される検量線であることを特徴とする請求項5記載の検査方法。
【請求項７】
前記検査物を帯電させない状態で電磁波の最大振幅値を検出し、予め用意した最大振幅値と検査物の厚みとからなる検量線から、検査物の厚みをも検知することを特徴とする請求項6記載の検査方法。
【請求項８】
前記電磁波はテラヘルツ波であることを特徴とする請求項5乃至7のいずれかに記載の検査方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電磁波、特には、ミリ波からテラヘルツ領域の周波数（30GHz乃至30THzの範囲の周波数）を含む電磁波を用いて、電子写真感光体等の帯電可能な材料の電気特性に関わる情報の分布を検査ないし検出する検査装置及び方法に関するものである。本明細書では、30GHz乃至30THzの範囲にある周波数の少なくとも一部を含む電磁波を、単にテラヘルツ波などとも言う。
【背景技術】
【０００２】
複写機やレーザープリンターなどの、電子写真プロセスを応用した画像形成装置によって形成される画像を鮮明かつ濃度が均一なものとするためには、感光体ドラムは帯電特性など様々な特性を満足しなければならない。従来の感光体ドラムの特性評価装置としては、感光体ドラムの周囲に、帯電器、露光装置（帯電除去手段）、電位測定センサー（表面電位計）などの測定に必要な装置を配置したものが知られている。さらに、帯電器、露光装置、電位測定センサーなどの装置を取り付けたユニットを感光体ドラムの軸方向に移動させて、感光ドラムの軸方向の特性ムラを測定する技術もある（特許文献1参照）。
【特許文献１】特開平6−27082号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
しかしながら、これらの表面電位計での電位測定では、その測定エリアが10 mm 乃至12mm程度であり、得られる電位分布の情報の精度が不十分である。
【０００４】
また、最近では膜厚測定による感光体の膜厚評価と上記の電位測定による感光体の特性評価とを組み合わせて膜質を評価することも行なわれている。しかしながら、この場合の電位測定と膜厚測定は別々の装置で行なわれており、しかも感光体上でそれらの測定位置は一致していなかったため、膜質特性を正確に評価することはできなかった。
【０００５】
今後の高性能化を目的とする電子写真装置の感光体ドラムの開発及び評価において、感光体ドラムの膜質特性の正確な評価は必須であり、それを実現するための手段を確立することは重要である。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記課題に鑑み、本発明の検査装置は、少なくとも表面が帯電可能な材料からなる検査物に対して、電磁波発生器から発生した電磁波（典型的には、テラヘルツ波）を相対的に移動させて照射できる様に構成される。そして、検査物で反射した反射電磁波または検査物を透過した透過電磁波を検出する電磁波検出器を設けて、この検出結果を用いて検査物の電気特性に関わる情報の分布を取得することを特徴とする。
【０００７】
また、上記課題に鑑み、本発明の検査方法は、少なくとも表面が帯電可能な材料からなる検査物に対して、電磁波発生器から発生した電磁波（典型的には、テラヘルツ波）を相対的に移動させて照射する。そして、検査物で反射した反射電磁波または検査物を透過した透過電磁波を電磁波検出器で検出して、この検出結果を用いて検査物の電気特性に関わる情報の分布を取得する。更に、前記電磁波検出器によって検知される反射電磁波または透過電磁波の最大振幅を、予め用意した検量線と比較することによって、電磁波の照射位置における検査物の電気特性に関わる情報の分布を取得する。
【発明の効果】
【０００８】
この発明によれば、十分小さな径の測定エリアをも可能とするテラヘルツ波などの電磁波を用いることで、感光体などの帯電可能な材料の検査物の膜質特性を正確に評価することが可能となる。この膜質特性は、検査物の厚みムラや帯電量分布のムラなど、検査物の厚みや帯電量ないし電位などである電気特性に関わる情報の分布で表される。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００９】
以下に、本発明の実施形態について説明する。検査装置ないし方法の一実施形態では、少なくとも表面が帯電可能な材料からなる検査物に対して、電磁波発生器から発生したテラヘルツ波を相対的に移動させて照射する。そして、検査物で反射した反射電磁波または検査物を透過した透過電磁波を検出器で検出して、この検出結果を用いて検査物の電気特性に関わる情報の分布を取得する。また、検出器によって検知される反射電磁波または透過電磁波の最大振幅を、予め用意した検量線と比較することによって、テラヘルツ波の照射位置における検査物の電気特性に関わる情報の分布を取得する。
【００１０】
更に、前記検査物は、回転可能または移動可能に装着される検査物であって、検査物を回転させるための回転手段と検査物を回転軸方向に移動させるための移動手段、または検査物を2次元方向に移動させるための移動手段を備える。テラヘルツ波の検査物への照射位置を算出するための位置検出手段と、検査物の電気特性に関わる情報の分布を算出するための情報処理手段をも備えている。
【００１１】
前記検量線は、例えば、テラヘルツ波の最大振幅値と、検査物の厚みと、検査物の測定位置における帯電量の3つのパラメータによって構成される検量線である。また、前記検査物を帯電させない状態でテラヘルツ波の最大振幅値を検出し、予め用意した最大振幅値と検査物の厚みとからなる検量線から、検査物の厚みを検知することもできる。
【実施例】
【００１２】
具体的な実施例を図面に基づいて説明する。
【００１３】
（実施例1）
図1は本発明の実施例1を示す概略図である。本実施例では、図1の様に検査物5が支柱9によって回転可能に装着されている。検査物5は、金属ドラム6の外周面に感光性材料からなる感光層7が形成されたものである。感光層7は、帯電部材8などによって帯電させられる。
【００１４】
検査物5の回りには、図示してはいないが、検査物5を回転させるための回転手段と、検査物5を回転軸方向（図1の紙面に垂直な方向）に移動させるための移動手段が備え付けられている。上記回転手段と上記移動手段により、図2に示す様に、検査物5を回転方向（A）と回転軸方向（B）に移動させることができる様になっている。回転方向に一回転するごとに回転軸方向に予め設定した距離だけ移動させていくことで、図2のCに示す様に、検査物5の表面をまんべんなく検査することができる。また、これらの手段に備え付けられた位置検出手段10により、検査物5の検査位置を算出・検出できる様になっている。
【００１５】
一方、電磁波発生器1から発生した電磁波3は、検査物5に照射され、検査物5で反射された反射電磁波4は、電磁波検出器2で検出される様になっている。電磁波検出器2で反射電磁波4を検知しているときの検査物5における測定位置は、上記位置検出手段10を用いて知ることが可能である。上記電磁波検出器2で検出された反射電磁波4の最大振幅値（検査物5の状態の情報を最も反映したものである）と、そのときの検査物5の測定位置情報は、情報処理手段11に入力される。
【００１６】
上記電磁波としては、テラヘルツ波を用いる。周波数が1THz近傍の電磁波を用いた場合、検査物5での測定エリアはおよそ径0.3mmとなる。これは、検査の精度を十分に上げる数値である。
【００１７】
図1に示すデータベース12には、上記感光層7の厚みと電磁波検出器2で検知した最大振幅値と帯電量（これは基準電位に対する電位を表す情報としても用いることができる）との3つのパラメータからなる検量線がデータベースとして登録されている。図3には、感光層7の厚みと、電磁波検出器2で検知した最大振幅値と、帯電量の3つのパラメータからなる検量線の例が示されている。横軸は、規格化された感光層7の厚みを線形で表示していて、縦軸は、規格化された最大振幅値を対数で表示している。図3において、帯電量Yは帯電量Xよりも大きい値である。
【００１８】
以下、検査物5の状態の分布情報の測定方法について説明する。まず、検査物5を帯電させない状態で、電磁波3を検査物5に照射し、反射電磁波4の最大振幅値を電磁波検出器2で検出する。この場合は、上記検量線における帯電量が0のときの検量線を使用することで、最大振幅値から、感光層7の厚みを検知することができる。
【００１９】
次に、検査物5を帯電させた状態で、同様に、電磁波3を検査物5に照射し、反射電磁波4の最大振幅値を電磁波検出器2で検出する。帯電により検査物5上にキャリアが存在すると、テラヘルツ波が吸収されて減衰する。したがって、感光層7の厚みが同じときには反射電磁波4の最大振幅値は、帯電させない状態で測定したときよりも小さくなる。感光層7の厚みと、電磁波検出器2で検知した最大振幅値と、帯電量の3つのパラメータからなる検量線において、感光層7を帯電させた状態で検出した最大振幅値と上記方法で得られた感光層7の厚みの2つのパラメータが決まるので、残りの帯電量が求まる。
【００２０】
感光層7を帯電させない状態と帯電させた状態でそれぞれ最大振幅値を測定する際には、感光層7における反射電磁波4の測定位置を、両状態で全く同じにしておく。そのために、感光層7を帯電させない状態と帯電させた状態で反射電磁波4を測定するときに、感光層7（検査物5）は停止させておく。そして、上記の検査物5の回転手段と移動手段を用いて、検査物5における反射電磁波4の測定位置を順次変えて停止させ、上記両状態における測定を繰り返していく。このことにより、感光層7全体の厚み分布及び帯電量分布を検知することができる。
【００２１】
または、次の様にしてもよい。まず、感光層7を帯電させない状態で、上記の検査物5の回転手段と移動手段を用いて、感光層7における反射電磁波4の測定位置を順次変えて、その最大振幅値分布から感光層全体の厚み分布を求める。その後に、感光層7を帯電させた状態で、同様に、感光層7における反射電磁波4の測定位置を順次変えて、その最大振幅値分布から帯電量分布を求める。このとき位置検出手段10で得られた反射電磁波4の測定位置情報を、検出した最大振幅値と対応させて情報処理手段に入力しておけば、全く同じ測定位置での感光層7の厚さと帯電量を検知できる。そして、それとともに、感光層7全体の厚み分布及び帯電量分布を検知することができる。
【００２２】
得られた感光層全体の厚み分布及び帯電量分布は、画像表示部13に2次元画像として表示させることができる。これにより、感光層7の厚みムラや帯電量分布のムラなど、帯電可能な材料の厚みや帯電量ないし電位である電気特性に関わる情報の分布としての膜質特性を正確に取得でき、これを評価できる。
【００２３】
また、本実施例の構成は、例えば、電子写真方式の画像形成装置に、感光体の電位センサーとして組み込んで、感光体の電位をフィードバック制御する手段としても用いることができる。この場合は、検量線としては、例えば、各測定位置の感光層の厚みは均一として、電磁波の最大振幅値と感光体の測定位置における帯電量ないし電位の2つのパラメータによって構成される検量線を用いればよい。
【００２４】
（実施例2）
図4は本発明の実施例2を横から見た図である。本実施例では、図4の様に、電磁波発生器1から発生した電磁波3を、検査物5に照射し、検査物5を透過した透過電磁波14を電磁波検出器2によって検出する。電磁波3は、30GHz乃至30THzのミリ波からテラヘルツ領域の一部の周波数を含む電磁波を使用する。検査物5は、帯電可能な材料15と、電磁波3を透過する材料からなる容器16で構成されている。帯電可能な材料15としては、例えば、トナーを、容器16としては、例えば、テフロン（登録商標）、ポリエチレンなどを挙げることができる。容器16は、帯電可能な材料15を保持するためのものであり、その厚みは既知とする。電磁波3の容器16による減衰を少なくするために、容器16の厚みはできるだけ薄くする。
【００２５】
ここで、検査物5はＸ−Ｙステージ17によって水平方向に2次元的に移動できる様になっている。電磁波検出器2で透過電磁波14を検知しているときの検査物5の測定位置は、Ｘ−Ｙステージ17に組み込まれた位置検出手段10によって知ることができる様になっている。
【００２６】
データベース12には、帯電可能な材料15の厚みと、電磁波検出器2で検知した透過電磁波14の最大振幅値と、帯電可能な材料15の帯電量の3つのパラメータからなる検量線（図5参照）がデータベースとして登録されている。図3と同様に、図5において、横軸は線形表示であるが、縦軸は対数表示となっている。また、縦軸と横軸は規格化してある。
【００２７】
検査物15の状態の分布情報の測定方法は、実施例1と同じ様に、まず最初に、帯電可能な材料15を帯電させない状態で、透過電磁波14の最大振幅値を、測定位置情報とともに、メモリに格納する。図5の帯電量が0の検量線を用いることで、測定位置のトナー15の厚みを算出できる。
【００２８】
次に、帯電可能な材料15を、帯電手段（図示せず）を用いて帯電させ、同様に、透過電磁波14の最大振幅値を、測定位置情報とともに、メモリに格納する。その後、先ほど算出したトナー15の厚みと、その後に得られた透過電磁波14の最大振幅値とから、測定位置における帯電量を算出することができる。Ｘ−Ｙステージ17により、トナー15の測定位置を変えていくことで、トナー15の厚み分布と帯電量分布を得ることができる。その他の測定方法については、実施例1と同じである。
【００２９】
得られたトナー15の厚み分布及び帯電量分布を、画像表示部13に2次元画像として表示させることで、トナー15の帯電状態を、径0.3mm程度の精度で検知することができる。こうしたトナー情報は、例えば、電子写真方式の画像形成装置において、高品質の画像を形成するための画像形成条件の調整に利用することができる。
【図面の簡単な説明】
【００３０】
【図１】本発明の実施例1の画像形成装置ないし方法を示す概略図。
【図２】検査物の回転及び移動の様子を示す図。
【図３】感光層の厚みと反射電磁波の最大振幅値と帯電量の関係を示す検量線を示す図。
【図４】本発明の実施例2の画像形成装置ないし方法を示す概略図。
【図５】トナーの厚みと透過電磁波の最大振幅値と帯電量の関係を示す検量線を示す図。
【符号の説明】
【００３１】
1…電磁波発生器
2…電磁波検出器
3…電磁波（照射電磁波）
4…反射電磁波
5、6、7、15…検査物
6…金属ドラム
7…感光層
10…位置検出手段
11…情報処理手段
12…データベース
13…画像表示部
14…透過電磁波
15…帯電可能な材料（トナー）
16…容器
17…移動手段（Ｘ−Ｙステージ）
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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