(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
シート部材に対し、半透明もしくは透明な電極の表面に蛍光体が塗布された透明電極基板を有し、前記透明電極基板は、蛍光体塗布面が前記シート部材に向けられ、かつ非接触になるように配設され、さらに前記シート部材を介して前記透明電極基板に対向する位置に配設された背後電極と前記透明電極基板の背面に配設される撮像撮影手段、を備え、前記透明電極基板と前記背後対向電極との間に電位差を設け、前記透明電極基板と前記シート部材との間の電位差で生じた放電により、前記蛍光体から発生した蛍光を、前記撮像手段によって撮影し、前記シート部材に発生する放電ムラを観測することを特徴とする、シート部材の放電ムラ測定方法。
【請求項２】
前記撮像撮影手段は放電ムラ評価手段に接続され、該放電ムラ評価手段は、該撮像刷撮影手段からの画像データに基づき、放電ムラの特徴量を抽出することを特徴とする請求項１に記載の放電ムラ測定方法。
【請求項３】
前記撮像撮影手段は、記透明電極基板の背面に、等倍イメージセンサーを配置した構成が用いられることを特徴とする請求項１または２に記載の放電ムラ観察方法。
【請求項４】
請求項１乃至３のいずれかに記載の放電ムラ観察方法を実行するための機構を備えることを特徴とする放電ムラ観察装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、放電ムラ測定方法、放電ムラ観察方法、放電ムラ観察装置に関し、さらに詳しくは、電子写真方式を用いる画像形成装置に用いられるシート状部材を対象とした放電ムラ観察に関する。
【背景技術】
【０００２】
電子写真方式を用いる画像形成装置には、画像形成プロセスを実行するための各種部材が装備されており、その中で、放電および放電による帯電現象を利用する部材として転写装置がある。
【０００３】
以下、転写装置に用いられる部材の一つである転写ベルトについて説明する。
【０００４】
一般に、複写機やプリンタ等における画像形成プロセスでは、感光体上に現像されたトナー画像が、感光体と転写ベルト（中間転写ベルトを含む）との間に形成される転写電界によって転写ベルトや用紙に転写されるため、転写ベルトの製造時や画像形成装置に搭載する際に、これらの電気特性を把握することは非常に重要である。
【０００５】
これらのベルトの電気特性は、ＪＩＳ  Ｋ  ６９１１法に基づいて測定される、表面抵
抗率や体積抵抗率を用いて評価されるのが最も一般的である。
【０００６】
表面抵抗率は、図４に示すように、試料の表面に電極（プローブ）を押し当て、表面を流れる電流を検出して算出され、体積抵抗率は、図５に示すように試料上下の電極間に流れる電流を測定して求められる。
【０００７】
また、別の表面抵抗測定方法としては、３個の接触端子を被測定部材に当接してその内の２個の端子を電気的に接続し、他の１個の端子との間の抵抗を並列の合成抵抗として測定することによって表面抵抗率を得る方法なども提案されている（例えば、特許文献１）。
【０００８】
一方、転写ベルトの表面抵抗率や体積抵抗率と転写画像との間にはある程度相関があることが経験的に知られており、これらの値を積極的に制御したベルト部材が多く提案されている。例えば、中抵抗のゴムから成る内層と誘電層、および誘電層よりも固有抵抗率が低い材質の表層という組み合わせで、３層で転写ベルトを構成し、用紙の搬送性と分離性を両立すると同時に安定して良好な画像を得ることを実現している（例えば、特許文献２）。
また、導電性の異なる複数種類のカーボンを樹脂に対して膜厚方向に偏在するように分散し、ベルト表面の抵抗を裏面よりも高くすることによって、画像ムラを防止する中間転写ベルトの製造方法が提案されている（例えば、特許文献３）。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
ところで、表面抵抗率や体積抵抗率はミリメートルオーダー以上の電極を用いて評価されるものであり、マクロな電気特性を示すため、表面抵抗率や体積抵抗率の測定値だけではベルトの電気特性を完全には把握できないという問題がある。
【００１０】
画像形成装置の転写プロセスにおいて、転写材と感光体や、転写材と転写ローラとの間で発生する放電が重要な因子であるため、マクロな意味での表面抵抗率や体積抵抗率の値が同等のローラを用いて、同じ条件で感光体上のトナーを転写ベルトや用紙に転写しても、ハーフトーン画像などで発生する濃度ムラや画像が所々白く抜ける現象（以下、“白抜け”と記す）の傾向が異なるといった問題が多発し、結局のところ、画像形成装置の開発段階においては、多くのローラサンプルについて様々な条件下でトナー画像の転写実験を行い、出力画像を見て好ましいローラを抽出するといった作業が発生していた。このような実情から、より微視的な放電特性や電気特性の評価手法の確立が望まれると同時に、そこで得られる知見に基づいて、濃度ムラや白抜けを発生しない、良好な転写ローラが開発されることが要望されていた。
【００１１】
また、転写ローラとしての重要な特性として、転写材との組み合わせによりいかにして電気的に均一なニップ部を形成できるかという点がある。  
今日まで用いられている転写ローラの特性を示すための指標としては、ローラ部材の芯金となんらかの対向電極との間に一定のバイアスを印加した際に流れる電流値から算出されるマクロな抵抗値と、顕微鏡などを使って測定されるセル径が主であり、これらの特性値だけではローラ部材の電気特性を完全には把握できない上に、ローラ部材と転写材とが当接した状態では、ローラ部材表面の物理形状や粘弾性分布が影響するために、実際の転写ニップ部において、電気的に均一なニップが形成できているか否かがわからないという問題がある。  
その結果、セル径や上述の手法で得られる抵抗値が同等の、別の転写ローラを用いて、同じ転写条件下で感光体上や転写ベルト上のトナーを転写しても、前述した白抜けの傾向が異なるといった問題が頻発してしまうことになる。従って、この場合にも、前述したように、画像形成装置の開発段階において転写実験に基づき好ましいローラを抽出する作業が発生していた。
【００１２】
一方、転写ベルトを対象とした場合においても、上述した転写ローラと同様に表面抵抗率や体積抵抗率はミリメートルオーダーの電極を用いて評価されるものであり、マクロな電気特性を示すため、表面抵抗率や体積抵抗率の測定値だけではベルトの電気特性を完全には把握できないという問題がある。また、画像形成装置の転写プロセスにおいては、ベルトと感光体や、ベルトと転写ローラとの間で発生する放電が重要な因子であるため、実際には抵抗だけではなく、ベルトの表面粗さも大きく影響を及ぼすことが知られており、単にマクロな意味での表面抵抗率や体積抵抗率の値が同等のベルトを用いて、同じ条件で感光体上のトナーを転写ベルトや用紙に転写しても、転写ローラの場合において説明したと同様な白抜けの傾向が異なるといった問題が多発し、結局のところ、画像形成装置の開発段階においては、多くのベルトサンプルについて様々な条件下でトナー画像の転写実験を行い、出力画像を見て好ましいベルトを抽出するといった作業が発生していた。このような実情から、より微視的な放電特性や電気特性の評価手法の確立が望まれると同時に、そこで得られる知見に基づいて、濃度ムラや白抜けを発生しない、良好な転写ベルトが開発されることが要望されていた。また、電子写真方式の複写機やプリンタで使用される用紙の適応性を判定して推奨紙を選別する上でも同様である。
【００１３】
本発明の目的は、上記従来の放電および放電による帯電現象を利用する部材における問題に鑑み、転写ベルトなどのシートを対象として、微視的な放電特性や電気特性の評価が可能な実用的な測定手法および測定装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１４】
（１）シート部材に対し、半透明もしくは透明な電極の表面に蛍光体が塗布された透明電極基板を有し、前記透明電極基板は、蛍光体塗布面が前記シート部材に向けられ、かつ非接触になるように配設され、さらに前記シート部材を介して前記透明電極基板に対向する位置に配設された背後電極と前記透明電極基板の背面に配設される撮像撮影手段、を備え、前記透明電極基板と前記背後対向電極との間に電位差を設け、前記透明電極基板と前記シート部材との間の電位差で生じた放電により、前記蛍光体から発生した蛍光を、前記撮像手段によって撮影し、前記シート部材に発生する放電ムラを観測することを特徴とするシート部材の放電ムラ測定方法。
【００１５】
（２）前記撮像撮影手段は放電ムラ評価手段に接続され、該放電ムラ評価手段は、該撮像刷撮影手段からの画像データに基づき、放電ムラの特徴量を抽出することを特徴とする（１）に記載の放電ムラ測定方法。
【００１６】
（３）前記撮像撮影手段は、記透明電極基板の背面に、等倍イメージセンサーを配置した構成が用いられることを特徴とする（１）または（２）に記載の放電ムラ観察方法。
【００１７】
（４）（１）乃至（３）のいずれかに記載の放電ムラ観察方法を実行するための機構を備えることを特徴とする放電ムラ観察装置。
【発明の効果】
【００１８】
請求項１および４記載の発明によれば、転写ベルトや複写用紙などのシート状部材の抵抗ムラや表面凹凸に起因する放電ムラを直接観察可能となり、画像に影響のある放電ムラが発生するかどうかの判断が容易となる。また、高画質に適したシート状部材を容易に選別可能となる。
【００１９】
請求項２記載の発明によれば、一意に決定できる特徴量を算出することで客観的な放電ムラの評価が可能になる。
【００２０】
請求項３記載の発明によれば、撮像素子を蛍光面に近接して配置できることで、光学的に効率良く放電光の像を撮影することが可能になる。
【図面の簡単な説明】
【００２１】
【図１】転写ベルトを含むシート材を対象とした放電ムラを観察するための装置の構成を説明するための模式図である。
【図２】図１に示した観察装置に用いられる当面電極と撮像手段との配置構成を示す図である。
【図３】図１に示す構成の観察装置に用いられる評価を実行するための構成を説明するためのブロック図である。
【図４】ベルトの表面抵抗率を算出するための計測構造を示す図である。
【図５】ベルトの表面抵抗率を計測する構成を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００２２】
以下、図に示した実施例による本発明の実施の形態について説明する。
【００２３】
ベルトを含むシートを対象とした放電ムラ観察に関する実施例について説明する。
図１は、シートの放電ムラ観察装置の構成を示す模式図であり、同図において、放電ムラ観察装置においては、背面電極１００４上に測定対象のシート部材１００３が密着して配置し、シート部材１００３の上に、間隔を置いて、透明電極基板１００１を配置する。
【００２４】
透明電極基板１００１のギャップ方向の面には均一に蛍光体１００２が積層されている。
透明電極基板１００１は、例えばＩＴＯ電極を用いる。蛍光体１００２はエレクトロルミネッセンスによる発光効率が良いものであれば良く、例えばＰ４３のように５５０ｎｍ付近に発光ピークがあれば、視感度が高く目視観察も可能である。
【００２５】
撮像手段１００５としてはイメージセンサーとしてＣＣＤやＣＭＯＳセンサーを用いた静止画または動画用のカメラを用いる。特にリアルタイム性を重視しない場合には、静止画像として露光時間を長くして撮影することにより感度を高くすることが可能である。
【００２６】
また、蛍光体１００２の発光ピーク波長とイメージセンサーの感度のピーク波長が一致する特性を有する蛍光体とイメージセンサーの組み合わせを適宜選べばよい。マニュアルによる電圧電流設定、または計算機手段７により制御された給電手段１００６により、透明電極基板１００１と背面電極１００４の間に電圧を印加することで、透明電極基板１００１とシート部材１００３の間には電位差が生じ、適当な電位差になると透明電極基板１００１とシート部材１００３表面の間で放電が生じる。放電によるエネルギーにより蛍光体１００２が発光する。シート部材１００３の表面形状や抵抗および誘電率のムラに応じて、放電電流のムラが生じ、蛍光体１００２の発光強度のムラとなって現れる。撮像手段１００５により発光の画像を計算機手段１００７に取り込み、適宜画像処理を施した後、画像表示手段１００８に表示させることで、放電ムラの分布を観察することが可能になる。
【００２７】
図２は透明電極基板１００１の背面にイメージセンサーを配置した構成を示す図であり、同図において、撮像手段１００５として透明基板上１００１の上の面に、マイクロレンズアレイ１０１１を介して等倍イメージセンサー１０１０が設けられている。
等倍イメージセンサーはＣＣＤセンサー、ＣＭＯＳセンサーなどの２次元センサーで、面積が１ｃｍ2以上あるものを用いる。また高密度に実装されたラインセンサーを用い、シート部材上をスキャンさせることで２次元画像を得るように変更してもよい。
イメージセンサーを、放電による蛍光体の発光面に近接して配置することで、光学的に効率よく画像を撮影することが可能になる。
【００２８】
図３は、放電ムラの評価を行う処理の過程を示すブロック図である。
図３において、撮像手段５で撮影された蛍光面における発光の生画像データ２０を、ガンマ変換手段２１により物理的な光のパワーに比例する数量に変換し、これを光量分布データ２２とする。さらに光量分布データ２２に基づきムラ評価手段２３により、放電ムラを評価する。
【００２９】
放電ムラの特徴を客観的に評価する方法としては、従来から用いられている画像ノイズの評価方法である、ＲＭＳ粒状度やウィナースペクトル、Ｒ．Ｐ．Ｄｏｏｌｅｙらにより提案された視覚的な周波数特性を考慮して求められる粒状度を流用し、適宜変更を加えることでムラの評価を行う。（文献：Ｒ．Ｐ．Ｄｏｏｌｅｙ，  Ｒ．Ｓｈａｗ，  Ｊｏｕｒｎａｌ  ｏｆ  Ａｐｐｌｉｅｄ  Ｐｈｏｔｏｇｒａｐｈｉｃ  Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ，  Ｖｏｌ．５  （１９７９）  １９０−１９６．）
具体的には、本来のＲＭＳ粒状度は、画像濃度の標準偏差であり、またＤｏｏｌｅｙらによる視覚粒状度は明度に対するノイズ評価量であるが、本発明では光量分布データ１０２２に対する評価量で置き換える。さらに最大値で規格化した２次元光量データＰとする。
【００３０】
ＲＭＳ粒状度（σ）は、空間を離散化した２次元光量データＰｉｊに対し式１を用いることにより評価される。ただしＮはデータ数、＜Ｐ＞は光量データＰｉｊの平均値である。
【００３１】
【数１】
0004878072.tif 000002
【００３２】
視覚粒状度（Ｇ）は、ここでは連続空間で表現するが、２次元光量データＰ（ｘ，ｙ）に対し、式２で示される２次元フーリエ変換を行い、空間周波数特性Ｆを得る。
【００３３】
【数２】
0004878072.tif 000003
【００３４】
次に式３により、ウィナースペクトルＷＳに変換する。ここで（ｆ，θ）は周波数空間の曲座標表現である。
【００３５】
【数３】
0004878072.tif 000004
【００３６】
最後に式４により、粒状度Ｇを算出する。
【００３７】
【数４】
0004878072.tif 000005
【００３８】
ここで、ＶＴＦ（ｆ）は視覚的の空間周波数特性である。Ｄｏｏｌｅｙらによる視覚粒状度の定義では式４にさらに、濃度分布の平均値に基づく補正係数が乗じられているが、ここでは不要である。
【００３９】
また、光量と電流密度の関係を予め関数化して、光量分布データを電流密度分布データに変換して上記ＲＭＳ粒状度および視覚粒状度に適用してもよい。
【００４０】
式１は直接プログラム化し、式（２）乃至式（４）は実空間（ｘ，ｙ）と周波数空間（ｕ，ｖ）を離散化した計算アルゴリズムを用いてプログラム化し、計算機手段１００７内に実装することで具現化することができる。
【００４１】
従来は適宜作製されたランク見本と評価対象を目視により比較し、ムラの良し悪しを判定することが多く行われるが、本発明による放電ムラ評価方法および装置により、客観的な放電ムラのランク評価が可能になる。
【符号の説明】
【００４２】
１  サンプルとなるローラ部材
２  バイアス電極
３  撮像手段
４  光電子倍増手段
７  透明電極
１００３  シート材
【先行技術文献】
【特許文献】
【００４３】
【特許文献１】実公平７−５４１９公報
【特許文献２】特開平７−２９５３９１公報
【特許文献３】特開平１１−１０９７６１公報
【図１】
0004878072.tif 000006
【図２】
0004878072.tif 000007
【図３】
0004878072.tif 000008
【図４】
0004878072.tif 000009
【図５】
0004878072.tif 000010