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図面 (5)

目的

プローブ光として用いられる光の波長制約を除いても、表面電位センサ照射されたプローブ光の一部が感光体等の帯電体上に透過するのを防止して高感度表面電位の測定が可能な表面電位センサを得ること。

構成

電気光学効果を有する材料の電界による屈折率の変化を光によって検知することにより上記材料に作用している表面電位を測定する表面電位センサ1において、電気光学効果を検知するためのプロ−ブ光が測定対象物2に照射されないようにするための光吸収膜14を、上記表面電位センサ10の測定対象物2に近接対向させる所定の面上に形成したことを特徴としている。これにより、測定対象物2へのプローブ光の透過が完全に遮断されることにより測定対象物2の表面電位の分布破壊が防止されて高感度な表面電位の測定が可能になる。

概要

背景

一般に、画像形成方式の一つである電子写真方式では、光導電性層を一様帯電し、露光あるいは光書き込みによって光導電性層上で露光した部分の帯電電荷を逃がすことにより静電潜像を形成するようになっている。静電潜像は、これと逆極性に帯電しているトナ−により可視像化され、転写紙に可視像が転写される。電子写真方式による画像形成基礎となるものは静電潜像であり、この静電潜像の状態を判断することにより、潜像形成に用いられる光導電性層の管理や画像形成プロセスの評価・解析を行なうことができる。殊に、近年、要求されてきている高い分解能を有する高精細の画像を得るためには静電潜像の帯電状態を、その表面電位の測定によって判断することが重要であるとされている。

従来、表面電位の測定手法としては、静電誘導による誘導電流表面電位計により検出する方法や、電子ビ−ムを用いる方法が知られている。上記各手法において、前者の方法では、上記した高精細の画像を対象とできるほど分解能が高くなく、また後者の方法では、ビ−ムにより光導電性層上の静電潜像を破壊してしまう危険があったり、空気中での測定ができないために測定環境が限定されてしまったり、さらには、暗減衰が比較的高い有機材料からなる光導電性層に対しては測定が困難であるという問題があった。

そこで、電気光学効果表面電位センサに反映させ、電気光学結晶が有するポッケルス効果を利用して表面電位を測定する方法が提案されている。ポッケルス効果とは、電気光学結晶に電界が作用すると、その電界の強度に応じて屈折率が変化する特性をいう。従って、ポッケルス効果により生じた電気光学結晶内での屈折率の変化(リタ−デイション固有偏光間の位相差)の変化)を光の強度によって検知することにより、表面電位の分布を、高い分解能で測定することができる。

ポッケルス効果を利用した表面電位センサを用いた表面電位測定装置の一例としては、特開平5ー307057号公報に記載されたものがある。上記公報に記載された表面電位センサにおける要部を図4に示す。図4は、上記公報に記載された装置の要部を示しており、同図において、装置は、感光体上の光導電性層等の帯電体2に近接対向して配置される表面電位センサ1を備え、この表面電位センサ1は次のような構成を備えている。表面電位センサ1は、電気光学結晶材料1Aを挾んで帯電体2に対向する側に位置する一方の面に誘電体反射面1Bが設けられ、誘電体反射面1Bの反対側に位置する他方の面に透明導電膜1Cが設けられている。電気光学結晶材料1Aの点群および結晶方位を適当に選択することにより、帯電体2に対して垂直な電界成分のみを検出してポッケルス効果を生じるように構成されている。電気光学結晶材料1Aの種類としては、KDPADPBSO、LiNbO3、ZnTe等がある。

上記の構成からなる表面電位センサ1は、光源からのプロ−ブ光(P)に対し、電気光学結晶1Aに作用する帯電体2からの電位分布に対応した偏光状態の変化(リタ−デイションの変化)を生じさせることができる。従って、表面電位センサ1から反射された光を、例えば、偏光ビ−ムスプリッタ等の検光子3に導き、偏光状態の変化を光強度の変化に変換し、受光素子4を用いて表面電位を光強度の信号として観測することができる。図4において、符号5は、表面電位センサ1の電界形成用電圧を透明導電膜1Cに印加するための電源である。

概要

プローブ光として用いられる光の波長制約を除いても、表面電位センサに照射されたプローブ光の一部が感光体等の帯電体上に透過するのを防止して高感度な表面電位の測定が可能な表面電位センサを得ること。

電気光学効果を有する材料の電界による屈折率の変化を光によって検知することにより上記材料に作用している表面電位を測定する表面電位センサ1において、電気光学効果を検知するためのプロ−ブ光が測定対象物2に照射されないようにするための光吸収膜14を、上記表面電位センサ10の測定対象物2に近接対向させる所定の面上に形成したことを特徴としている。これにより、測定対象物2へのプローブ光の透過が完全に遮断されることにより測定対象物2の表面電位の分布の破壊が防止されて高感度な表面電位の測定が可能になる。

目的

効果

実績

技術文献被引用数
1件
牽制数
2件

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請求項1

電気光学効果を有する材料の電界による屈折率の変化を光によって検知することにより上記材料に作用している表面電位を測定する表面電位センサにおいて、電気光学効果を検知するためのプロ−ブ光が測定対象物照射されないようにするための光吸収膜を、上記表面電位センサの測定対象物に近接対向させる所定の面上に形成したことを特徴とする表面電位センサ。

技術分野

0001

本発明は、表面電位センサに関し、特に、電子写真方式に用いられる感光体等の帯電体表面電位を測定するための表面電位センサに関する。

背景技術

0002

一般に、画像形成方式の一つである電子写真方式では、光導電性層を一様帯電し、露光あるいは光書き込みによって光導電性層上で露光した部分の帯電電荷を逃がすことにより静電潜像を形成するようになっている。静電潜像は、これと逆極性に帯電しているトナ−により可視像化され、転写紙に可視像が転写される。電子写真方式による画像形成基礎となるものは静電潜像であり、この静電潜像の状態を判断することにより、潜像形成に用いられる光導電性層の管理や画像形成プロセスの評価・解析を行なうことができる。殊に、近年、要求されてきている高い分解能を有する高精細の画像を得るためには静電潜像の帯電状態を、その表面電位の測定によって判断することが重要であるとされている。

0003

従来、表面電位の測定手法としては、静電誘導による誘導電流表面電位計により検出する方法や、電子ビ−ムを用いる方法が知られている。上記各手法において、前者の方法では、上記した高精細の画像を対象とできるほど分解能が高くなく、また後者の方法では、ビ−ムにより光導電性層上の静電潜像を破壊してしまう危険があったり、空気中での測定ができないために測定環境が限定されてしまったり、さらには、暗減衰が比較的高い有機材料からなる光導電性層に対しては測定が困難であるという問題があった。

0004

そこで、電気光学効果を表面電位センサに反映させ、電気光学結晶が有するポッケルス効果を利用して表面電位を測定する方法が提案されている。ポッケルス効果とは、電気光学結晶に電界が作用すると、その電界の強度に応じて屈折率が変化する特性をいう。従って、ポッケルス効果により生じた電気光学結晶内での屈折率の変化(リタ−デイション固有偏光間の位相差)の変化)を光の強度によって検知することにより、表面電位の分布を、高い分解能で測定することができる。

0005

ポッケルス効果を利用した表面電位センサを用いた表面電位測定装置の一例としては、特開平5ー307057号公報に記載されたものがある。上記公報に記載された表面電位センサにおける要部を図4に示す。図4は、上記公報に記載された装置の要部を示しており、同図において、装置は、感光体上の光導電性層等の帯電体2に近接対向して配置される表面電位センサ1を備え、この表面電位センサ1は次のような構成を備えている。表面電位センサ1は、電気光学結晶材料1Aを挾んで帯電体2に対向する側に位置する一方の面に誘電体反射面1Bが設けられ、誘電体反射面1Bの反対側に位置する他方の面に透明導電膜1Cが設けられている。電気光学結晶材料1Aの点群および結晶方位を適当に選択することにより、帯電体2に対して垂直な電界成分のみを検出してポッケルス効果を生じるように構成されている。電気光学結晶材料1Aの種類としては、KDPADPBSO、LiNbO3、ZnTe等がある。

0006

上記の構成からなる表面電位センサ1は、光源からのプロ−ブ光(P)に対し、電気光学結晶1Aに作用する帯電体2からの電位分布に対応した偏光状態の変化(リタ−デイションの変化)を生じさせることができる。従って、表面電位センサ1から反射された光を、例えば、偏光ビ−ムスプリッタ等の検光子3に導き、偏光状態の変化を光強度の変化に変換し、受光素子4を用いて表面電位を光強度の信号として観測することができる。図4において、符号5は、表面電位センサ1の電界形成用電圧を透明導電膜1Cに印加するための電源である。

発明が解決しようとする課題

0007

電気光学効果を利用した表面電位センサでは、図4に示した電気光学結晶を用いた例に限らずプロ−ブ光を反射させるための誘電体反射膜を備えている。この反射膜は、反射率が100%であることが理想であるが、実際には、この反射率を得ることは不可能であり、僅かな透過光が存在する。この透過光は、例えば、感光体上の光導電性層表面に達し、その表面での電荷分布を破壊してしまう虞れがある。この問題を解決するため、従来では、プロ−ブ光の波長を、光導電性層の感度に影響を及ぼさない領域のものを選択する方法が提案されている。しかし、一般的にこのような波長は、1μm以上の長波長領域に達するため、電気光学効果を検出する場合の限界波長に近くなることが原因して正確な測定感度を得ることができない。

0008

本発明の目的は、プローブ光として用いられる光の波長制約を除いても、表面電位センサに照射されたプローブ光の一部が感光体等の帯電体上に透過するのを防止して帯電体上での表面電位の分布を破壊しないで高感度な表面電位の測定が可能な表面電位センサを得ることにある。

課題を解決するための手段

0009

この目的を達成するため、本発明は、電気光学効果を有する材料の電界による屈折率の変化を光によって検知することにより上記材料に作用している表面電位を測定する表面電位センサにおいて、電気光学効果を検知するためのプロ−ブ光が測定対象物に照射されないようにするための光吸収膜を、上記表面電位センサの測定対象物に近接対向させる所定の面上に形成したことを特徴としている。

0010

本発明では、感光体上の光導電性層等の帯電体に向け透過しようとするプローブ光の一部は、光吸収膜により吸収される。

0011

以下、図示実施例により、本発明の詳細を説明する。図1は、本発明の実施例を示す表面電位センサの要部断面図であり、この要部は図4に示した表面電位測定装置に用いられるものを示している。同図において、表面電位センサ10は、電気光学結晶材料11をはさんで、感光体等の帯電体(便宜上、図4に示した符号2を用いる)に対向する側の面に誘電体反射膜12が配置され、誘電体反射膜12と反対側の面に透明導電膜13が配置されている。誘電体反射膜12における帯電体2と対向する側の表面には、光吸収膜14が設けられている。光吸収膜14は、誘電体反射膜12から透過するプローブ光を吸収するためのものであり、誘電体反射膜12から波長光を吸収できる色素塗装型可剥性プラスチックス(例えば、プラスティコート(商品名))に混ぜ合わせたものを薄層化して構成されている。

0012

図1に示す実施例は、交流の表面電位を観測する場合の構成であり、この場合には、電気光学結晶材料11と透明導電膜13とは直接重畳されている。このような構成によれば、レーザビーム等を用いたプローブ光Pが表面電位センサ10内に向け出射されると、プローブ光Pは、出射時の偏光に対し、誘電体反射膜12に作用する帯電体の表面電位の変化に応じて反射する偏光が屈折し、図4に示した偏光ビームスプリッタ(検光子)3により受光素子4(図4参照)に導かれて光強度の変化を信号として観測することができる。誘電体反射膜12に到達したプローブ光Pは、その一部が誘電体反射膜12を透過するが、透過したプローブ光Pは、光吸収膜14により吸収される。従って、帯電体2へのプローブ光Pの透過が阻止され、帯電体2上での表面電位の分布状態を破壊することがない。

0013

本実施例によれば、帯電体2に対向して配置されている誘電体反射膜12から透過するプローブ光Pを光吸収膜14を設けるという簡単な構成により防止することができる。しかも、光吸収膜14は、吸収すべき光の波長にあわせたものを選択することにより、用いられるプロ−ブ光の種類に応じて表面電位の測定が可能になる。

0014

次に、上記表面電位センサの要部変形例を説明する。図2は、図1に示した表面電位センサに用いられる素子10により直流の表面電位を観測する場合の構成を示している。直流電圧を印加して電気光学結晶材料11に電界を設定する場合には、透明導電膜13と電気光学結晶材料11との間に絶縁膜16を配置する。これによって、電気光学結晶材料11と絶縁膜16との境界面に帯電電荷を誘起させて漏洩電流の発生を防止することができるので、設定すべき電界強度を維持することが可能になる。

0015

図1および図2に示した構成では、光吸収膜14の形状として、素子10への装着が簡単に行なえるように、断面形状がキャップ状に形成されており、素子10を組み立てる際に、誘電体反射膜12側から嵌め込むことができるようになっている。また、このような形状にした場合には、素子10の近傍に位置する感光体等の帯電体2の表面電位測定面の近傍への光の漏れを防止することができる。

0016

光吸収膜14は、誘電体反射膜12による空間分解能が特に要求されない場合、図3に示すように、表面にアルミニウム等の金属膜17をコーティングして光の吸収と反射とを同時に行なわせるようにすることも可能である。

発明の効果

0017

以上のように、本発明によれば、感光体等の帯電体に向け透過しようとするプローブ光の一部は、光吸収膜により吸収されるので、透過するプローブ光の存在をなくすことができる。従って、感光体等のように、光導電性層の表面電位の分布が一部の透過光によっても破壊されてしまう危険がある帯電体を対象としても、透過光による表面電位の分布を破壊することなく高感度な表面電位の測定が可能になる。

図面の簡単な説明

0018

図1本発明の実施例である表面電位センサの要部を示す断面図である。
図2図1に示した表面電位センサの要部の変形例を示す断面図である。
図3図1に示した表面電位センサの要部の他の変形例を示す断面図である。
図4表面電位測定装置の一例を示す模式図である。。

--

0019

1表面電位センサ
2測定対象物である帯電体
4受光素子
10 表面電位センサ
11電気光学効果を有する電気光学結晶材料
12誘電体反射膜
13 透明導電膜
14光吸収膜
16絶縁膜
17 金属膜

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