(57)【要約】【課題】  塗布条件を制御して塗布量を調整し、コート膜厚を最適化した高品位の静電潜像現像用キャリアを得る事が可能な静電潜像現像用キャリアの製造方法等の提供。【解決手段】  コート膜塗布液を作製する工程と、  芯材である微粉体上にコート膜を光透過性の膜として塗布・乾燥させるコート膜形成工程と、  前記コート膜形成工程で塗布・乾燥された未硬化の状態で微粉体界面とコート表面との距離を膜厚として測定する膜厚測定工程と、  前記膜厚測定工程後に塗膜を硬化するコート膜焼成工程と、  冷却後解砕する工程とを備え、  前記膜厚測定工程における膜厚測定を局所計測可能な膜厚測定ユニットを用いて行い、前記膜厚測定工程で測定された膜厚に基づいてコート条件を制御しつつ前記コート膜形成工程を実行することを特徴とする静電潜像現像用キャリアの製造方法である。【選択図】      図１
2006072307.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
コート膜塗布液を作製する工程と、
芯材である微粉体上にコート膜を光透過性の膜として塗布・乾燥させるコート膜形成工程と、
前記コート膜形成工程で塗布・乾燥された未硬化の状態で微粉体界面とコート表面との距離を膜厚として測定する膜厚測定工程と、
前記膜厚測定工程後に塗膜を硬化するコート膜焼成工程と、
冷却後解砕する工程とを備え、
前記膜厚測定工程における膜厚測定を局所計測可能な膜厚測定ユニットを用いて行い、前記膜厚測定工程で測定された膜厚に基づいてコート条件を制御しつつ前記コート膜形成工程を実行することを特徴とする静電潜像現像用キャリアの製造方法。
【請求項２】
膜厚測定工程において、所望波長領域のスペクトル光を放射する光源からの光を、照明領域を制限した顕微鏡光学系を介した対物レンズにより集光し、集光光束を前記光透過性のコート膜に垂直入射させ、集束光のフォーカス位置を光透過性のコート膜表面から微粉体表面に寄せた状態で、前記光透過性のコート膜表面と微粉体表面とにより反射して互いに干渉した反射光を、前記対物レンズを介して顕微鏡光学系に戻し、検出光伝送用ファイバにより分光手段に導いて可視域を含む３００ｎｍ以上の波長幅で分光し、分光スペクトル強度の極小と極大を与える各波長と、前記コート膜の屈折率とに基づき前記光透過性のコート膜の膜厚を演算算出する請求項１に記載の静電潜像現像用キャリアの製造方法。
【請求項３】
膜厚測定工程において、スライドガラス上に散布された静電潜像現像用キャリア頂点付近のコート膜の多点平均膜厚を測る請求項１から２のいずれかに記載の静電潜像現像用キャリアの製造方法。
【請求項４】
膜厚測定工程において、スライドガラス上に散布された静電潜像現像用キャリア頂点付近のコート膜ムラを測る請求項１から３のいずれかに記載の静電潜像現像用キャリアの製造方法。
【請求項５】
膜厚測定工程で測定された未硬化膜厚に基づいて、コート膜形成工程におけるコート液量を制御してコート膜厚を調整する請求項１から４のいずれかに記載の静電潜像現像用キャリアの製造方法。
【請求項６】
コート膜焼成工程によりコート膜が焼成固化・解砕した後に、更に微粉体界面とコート表面との距離を膜厚として測定する工程を有する請求項１から５のいずれかに記載の静電潜像現像用キャリアの製造方法。
【請求項７】
請求項１から６のいずれかに記載の静電潜像現像用キャリアの製造方法によって製造されることを特徴とする静電潜像現像用キャリア。
【請求項８】
複数の材料が調合、分散、希釈される分散装置を備えたコート膜塗布液作製手段と、
微粉体にコート膜塗布液を供給してコート膜を形成するコート膜形成手段と、
前記コート膜の膜厚を測定する膜厚測定手段と、
膜厚測定後に塗膜を硬化させる焼成手段と、
冷却後、解砕する装置を備えた解砕手段とを備えたことを特徴とする静電潜像現像用キャリアの製造装置。
【請求項９】
所望波長領域のスペクトル光を放射する光源と、
前記光源からの光を、照明系の開口数（ＮＡ）を可変して照明のコヒーレンシーを変え、照明領域を制限する顕微鏡光学系と、
前記顕微鏡光学系から射出した照射光を静電潜像現像用キャリアのコート膜に向って集光させる対物レンズと、
前記静電潜像現像用キャリアにより反射され、顕微鏡光学系及び対物レンズを介して検出光伝送用ファイバにより伝送された検出光を分光する分光手段と、
前記分光手段により分光された検出光の分光スペクトル強度を検出するスペクトル強度検出手段と、
前記分光スペクトル強度の極小と極大を与える各波長と前記コート膜の屈折率とに基づき、前記静電潜像現像用キャリアにおける前記光透過性のコート膜の膜厚を演算算出する演算手段とを有し、
前記照射光を前記光透過性のコート膜表面に垂直入射させるように構成されている膜厚測定ユニットを用いる請求項８に記載の静電潜像現像用キャリアの製造装置。
【請求項１０】
対物レンズの合焦点位置と共役な位置にピンホールを設置し、そのピンホールの後段に上記検出光伝送用ファイバを設置した請求項９に記載の静電潜像現像用キャリアの製造装置。
【請求項１１】
前記対物レンズの開口数（ＮＡ）が０．３以上であり、作動距離が３ｍｍ以上、３０ｍｍ以下である請求項９から１０のいずれかに記載の静電潜像現像用キャリアの製造装置。
【請求項１２】
顕微鏡光学系の透過波長が、可視域を含む３００ｎｍ以上の波長幅で、７００〜１０００ｎｍの波長域の一部を有する請求項９から１１のいずれかに記載の静電潜像現像用キャリアの製造装置。
【請求項１３】
顕微鏡光学系及び対物レンズの透過波長域と、分光手段の分光波長域が一致している請求項９から１２のいずれかに記載の静電潜像現像用キャリアの製造装置。
【請求項１４】
対物レンズの透過波長帯が、可視域を含む３００ｎｍ以上の波長幅で、７００〜１０００ｎｍの波長域の一部を有する請求項９から１３のいずれかに記載の静電潜像現像用キャリアの製造装置。
【請求項１５】
分光手段の分光波長帯が、可視域を含む３００ｎｍ以上の波長幅で、７００〜１０００ｎｍの波長域を含む請求項９から１４のいずれかに記載の静電潜像現像用キャリアの製造装置。
【請求項１６】
対物レンズが、プラン型フルオリートレンズ、プラン型アクロマートレンズ、プラン型アポクロマートレンズ、及び反射対物レンズのいずれかである請求項９から１５のいずれかに記載の静電潜像現像用キャリアの製造装置。
【請求項１７】
分光手段が、回折格子、プリズム、及び分光フィルタであるのいずれかである請求項９から１６のいずれかに記載の静電潜像現像用キャリアの製造装置。
【請求項１８】
スペクトル強度検出手段が、ＣＣＤラインセンサ、及び、所定の分光波長位置にシリコンフォトダイオードを配列したシリコンフォトダイオード列のいずれかである請求項９から１７のいずれかに記載の静電潜像現像用キャリアの製造装置。
【請求項１９】
分光手段が、画素あたりの波長分解能が０．５〜５ｎｍである請求項９から１８のいずれかに記載の静電潜像現像用キャリアの製造装置。
【請求項２０】
演算手段が、１種以上の光透過性コート膜の分光屈折率データを利用可能に記憶している請求項９から１９のいずれかに記載の静電潜像現像用キャリアの製造装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、コート膜厚を最適化した高品位の静電潜像現像用キャリアを得る事が可能な静電潜像現像用キャリアの製造方法、この方法を実施するための製造装置、この方法を用いて製造した静電潜像現像用キャリアに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来より、電子写真複写装置等の画像形成装置においては、磁性を有する静電潜像現像用キャリアとトナーとからなる２成分現像剤を用いて現像をおこなう２成分現像装置と、トナーのみを用いて現像を行う１成分現像装置とが知られている。
【０００３】
２成分現像装置は、通常、内部に複数の磁極を有する磁石体からなるマグネットローラを備え、回転可能に支持された円筒状の現像剤担持体である現像スリーブを有している。この現像スリーブ表面にトナーを付着させた静電潜像現像用キャリアを担持しながら像担持体との対向部である現像領域に搬送して、２成分現像剤からなる磁気ブラシにて現像を行うものである。
【０００４】
２成分現像装置においては、静電潜像現像用キャリアとトナーとを撹拌混合することで帯電を行うので、トナーの帯電性が安定し、比較的安定した良好な画像が得られる。
【０００５】
ところで、上記静電潜像現像用キャリアには、キャリア表面へのトナーのフィルミング防止、キャリア均一表面の形成、表面酸化防止、感湿性低下の防止、感光体のキャリアによるキズあるいは摩耗からの保護をすること等が望まれる。また、現像剤の寿命の延長、帯電極性の制御または帯電量の調節等をおこなうことも必要である。
【０００６】
このような目的のため、通常適当な樹脂材料でコート膜を施すことにより固く高強度のコート膜を設けることが行なわれている。静電潜像現像用キャリアにおいては、芯材である微粉体表面を被覆する光透過性のコート膜が均一で、キャリアと共に用いられる特定のトナーとの摩擦により、極性の帯電状態が安定に得られる事が要求される。
【０００７】
１μｍ以下のコート膜厚の領域においては、膜厚が増加すると帯電量も上昇することから、1個のキャリアのコート膜厚がばらつけば帯電量もばらつくことが予想され、コート膜の平均膜厚や均一性（コート膜ムラ）を知る事は、静電潜像現像用キャリアの高品質生産を進める上で、非常に大切な要素となっている。
【０００８】
二成分現像では潜像担持体と対抗電極に相当する現像剤担持体との間隙に静電潜像現像用キャリアを保持し、現像電界を形成するために、電極間に担時されるキャリアの電気的性質が現像電界に影響を及ぼし、静電潜像現像用キャリアの帯電量によって画質が変化することが問題とされている。この為、コート膜の膜厚を測定し塗膜を最適の膜厚に制御することは静電潜像現像用キャリア製造工程において重要な管理項目となる。
【０００９】
電子写真用感光体の製造方法の分野では、光干渉法により逐次膜厚を測定し、その測定結果をフィードバックして塗布速度を自動制御し、膜厚の変動を押さえて均一化を図る方法が開示されている(例えば、特許文献１参照)。
【００１０】
しかし乍ら、該光干渉法では、静電潜像現像用キャリアの様な小粒径試料やフィラー微粒子を含んだコート膜を光が透過する事ができず静電潜像現像用キャリアのコート膜厚の計測に応用することは不可能である。
【００１１】
また、同じく浸漬塗布法による電子写真感光体の製造方法における「膜厚が比較的厚い時や溶剤の乾燥工程を必要とする時に、この溶剤乾燥中に次の基体への塗布が為されてしまい製造効率が良く無い。」とう問題を解決する為に、「湿潤膜厚を５００ｎｍ以上の波長光を用いた光干渉法に依って測定し、湿潤膜厚を直後の塗布工程に高精度で反映」する方法が開示されている(例えば、特許文献２参照)。
【００１２】
しかしながら、記述されている膜厚測定工程では、静電潜像現像用キャリアの製造に用いられるスプレー式塗布法による“ゆず肌状”の表面の荒れたコート膜や、小粒径試料、フィラー微粒子を分散させたコート膜の未硬化膜厚を測定することは出来ない。
【００１３】
従来、静電潜像現像用キャリアのコート膜の膜厚は、解砕工程後の微粉体に対するコート膜を計測することが取られており、これらは質量膜厚測定法、既知のシリコーン膜厚を測定して検量線から膜厚を求める蛍光X線式膜厚計測法、或いは破壊検査であるSEM断面観察を用いた膜厚の測定などで達成されて来たが、精度の低いモノや、平均膜厚をみるもの、狭い視野の膜厚に限定されるものが殆どで、解砕工程後の静電潜像現像用キャリアの均一性（コート膜ムラ）を知り得る事もこれまで困難であった。
【００１４】
かかる技術において、芯材である微粉体表面にコート膜を光透過性の膜として設ける製造工程において、前述した測定手法で膜厚測定工程を考えた場合の問題として下記のものが挙げられる。即ち、コート膜形成工程としてスプレー式塗布法が用いられる場合は、霧化して噴出させたコート膜塗布液が熱風で煽られ高粘度状態になるため、微粉体上に到達した際、平滑なコート層塗膜が形成され難く、コート膜表面にゆず肌状の粗れが発生する。また微粉体形状に起因する曲率の影響により光が散乱される。
【００１５】
例えば、この膜を一般的に知られた光干渉法で膜厚測定しようとした場合、前述の要因により計測の為の繰り返し反射干渉が得られず膜測定が困難となってくる。この為、特に製造途中での膜厚のモニター計測などは現状不可能である。
【００１６】
またスプレー塗布法に限らず、フィラー微粒子が分散されたコート膜の場合、未硬化状態でも、焼成硬化された状態でも、膜中を透過する光の一部或いは全てが光散乱されてしまい、従来法では充分な繰り返し反射干渉が得られなくなる。
【００１７】
蛍光Ｘ線膜厚計測法やＳＥＭ断面法を用いる場合は、膜中に溶剤が残っていると、測定時に真空を引く事が出来ないため、焼成工程前の膜厚測定が不可能となり、焼成工程後での蛍光Ｘ線やＳＥＭ断面法の測定に頼らざるを得なくなる。この為、特にコート膜形成工程直後の膜厚のモニター計測などが出来なかった。
【００１８】
また従来から用いられてきた質量膜厚計測法やＳＥＭ断面法では、「コート膜形成工程」の直後に、その場で、測定した未硬化のコート膜厚に基づく（膜厚）結果を次のコート膜形成工程にフィードバックすることが時間的に困難であり、また質量膜厚計測法の場合は、推定の平均付着量しか測れず、２界面の距離の尺度で膜厚をモニターすることが出来ないなどの問題を有する。
【００１９】
ＳＥＭ断面観察を用いた膜厚の測定では、コストも掛かる上、また極微小領域の膜厚しか測れず、平均膜厚やコートムラを測ることができない。また蛍光Ｘ線式膜厚計測法も、直接的な膜厚を測ることができず、求められる値も平均的な膜の付着量であり、計測が出来るか否かはコート膜の成分に依存する。コート膜ムラ測定に関しては、コート膜を塗布、焼成硬化後の製品のコート膜厚が変動していると、静電潜像現像用キャリアの電気特性が変化し、異常画像の原因となる。
【００２０】
製造工程中での膜厚のモニターが可能となればコート膜形成工程中に膜厚の状況把握が可能となり、塗布条件を調整することにより、膜厚（コート膜ムラ）が最適化された高品位の静電潜像現像用キャリアを製造することが可能となる。
【００２１】
一般に静電潜像現像用キャリアのコート膜厚は、静電潜像現像用キャリア性能を満足する厚みでかつ均一であると共に、生産される同一品種の静電潜像用キャリアのコート膜の膜厚が所定の厚みでかつ一定で有ることが望まれる。コート層塗布液を芯材である微粉体に塗布する場合は、スプレー式塗布法を用いることが最も好ましいが、従来、静電潜像現像用キャリアのコート膜を未硬化状態で測る膜厚測定工程、前記膜厚測定工程で測定された未硬化膜厚に基づいてスプレー式塗布条件を制御してコート膜塗布量を調整する工程を製造段階で持ち得なかった。
【特許文献１】特開平６−１３０６８３号公報
【特許文献２】特開２００１−２７８１５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００２２】
本発明は、上述した事情に鑑み、コート層塗布液を塗布した未硬化膜厚を含む、微粉体界面と樹脂コート表面との膜厚を、コート膜が未硬化状態でも非接触・非破壊で確実に精度良く測定する膜厚測定工程を備え、前記膜厚測定工程に基づいて塗布条件を制御して塗布量を調整し、コート膜厚を最適化した高品位の静電潜像現像用キャリアを得る事が可能な静電潜像現像用キャリアの製造方法の提供を目的とする。
【００２３】
本発明はまた、この方法を実施するための製造装置の提供を目的とする。本発明はさらにまた、この方法を用いて製造した静電潜像現像用キャリアの提供を目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００２４】
前記課題を解決するための手段としては、以下の通りである。即ち、
＜１＞  コート膜塗布液を作製する工程と、
芯材である微粉体上にコート膜を光透過性の膜として塗布・乾燥させるコート膜形成工程と、
前記コート膜形成工程で塗布・乾燥された未硬化の状態で微粉体界面とコート表面との距離を膜厚として測定する膜厚測定工程と、
前記膜厚測定工程後に塗膜を硬化するコート膜焼成工程と、
冷却後解砕する工程とを備え、
前記膜厚測定工程における膜厚測定を局所計測可能な膜厚測定ユニットを用いて行い、前記膜厚測定工程で測定された膜厚に基づいてコート条件を制御しつつ前記コート膜形成工程を実行することを特徴とする静電潜像現像用キャリアの製造方法である。
＜２＞  膜厚測定工程において、所望波長領域のスペクトル光を放射する光源からの光を、照明領域を制限した顕微鏡光学系を介した対物レンズにより集光し、集光光束を前記光透過性のコート膜に垂直入射させ、集束光のフォーカス位置を光透過性のコート膜表面から微粉体表面に寄せた状態で、前記光透過性のコート膜表面と微粉体表面とにより反射して互いに干渉した反射光を、前記対物レンズを介して顕微鏡光学系に戻し、検出光伝送用ファイバにより分光手段に導いて可視域を含む３００ｎｍ以上の波長幅で分光し、分光スペクトル強度の極小と極大を与える各波長と、前記コート膜の屈折率とに基づき前記光透過性のコート膜の膜厚を演算算出する前記＜１＞に記載の静電潜像現像用キャリアの製造方法である。
＜３＞  膜厚測定工程において、スライドガラス上に散布された静電潜像現像用キャリア頂点付近のコート膜の多点平均膜厚を測る前記＜１＞から＜２＞のいずれかに記載の静電潜像現像用キャリアの製造方法である。
＜４＞  膜厚測定工程において、スライドガラス上に散布された静電潜像現像用キャリア頂点付近のコート膜ムラを測る前記＜１＞から＜３＞のいずれかに記載の静電潜像現像用キャリアの製造方法である。
＜５＞  膜厚測定工程で測定された未硬化膜厚に基づいて、コート膜形成工程におけるコート液量を制御してコート膜厚を調整する前記＜１＞から＜４＞のいずれかに記載の静電潜像現像用キャリアの製造方法である。
＜６＞  コート膜焼成工程によりコート膜が焼成固化・解砕した後に、更に微粉体界面とコート表面との距離を膜厚として測定する工程を有する前記＜１＞から＜５＞のいずれかに記載の静電潜像現像用キャリアの製造方法である。
【００２５】
＜７＞  前記＜１＞から＜６＞のいずれかに記載の静電潜像現像用キャリアの製造方法によって製造されることを特徴とする静電潜像現像用キャリアである。
【００２６】
＜８＞  複数の材料が調合、分散、希釈される分散装置を備えたコート膜塗布液作製手段と、
微粉体にコート膜塗布液を供給してコート膜を形成するコート膜形成手段と、
前記コート膜の膜厚を測定する膜厚測定手段と、
膜厚測定後に塗膜を硬化させる焼成手段と、
冷却後、解砕する装置を備えた解砕手段とを備えたことを特徴とする静電潜像現像用キャリアの製造装置である。
＜９＞  所望波長領域のスペクトル光を放射する光源と、
前記光源からの光を、照明系の開口数（ＮＡ）を可変して照明のコヒーレンシーを変え、照明領域を制限する顕微鏡光学系と、
前記顕微鏡光学系から射出した照射光を静電潜像現像用キャリアのコート膜に向って集光させる対物レンズと、
前記静電潜像現像用キャリアにより反射され、顕微鏡光学系及び対物レンズを介して検出光伝送用ファイバにより伝送された検出光を分光する分光手段と、
前記分光手段により分光された検出光の分光スペクトル強度を検出するスペクトル強度検出手段と、
前記分光スペクトル強度の極小と極大を与える各波長と前記コート膜の屈折率とに基づき、前記静電潜像現像用キャリアにおける前記光透過性のコート膜の膜厚を演算算出する演算手段とを有し、
前記照射光を前記光透過性のコート膜表面に垂直入射させるように構成されている膜厚測定ユニットを用いる前記＜８＞に記載の静電潜像現像用キャリアの製造装置である。
＜１０＞  対物レンズの合焦点位置と共役な位置にピンホールを設置し、そのピンホールの後段に上記検出光伝送用ファイバを設置した前記＜９＞に記載の静電潜像現像用キャリアの製造装置である。
＜１１＞  前記対物レンズの開口数（ＮＡ）が０．３以上であり、作動距離が３ｍｍ以上、３０ｍｍ以下である前記＜９＞から＜１０＞のいずれかに記載の静電潜像現像用キャリアの製造装置である。
＜１２＞  顕微鏡光学系の透過波長が、可視域を含む３００ｎｍ以上の波長幅で、７００〜１０００ｎｍの波長域の一部を有する前記＜９＞から＜１１＞のいずれかに記載の静電潜像現像用キャリアの製造装置である。
＜１３＞  顕微鏡光学系及び対物レンズの透過波長域と、分光手段の分光波長域が一致している前記＜９＞から＜１２＞のいずれかに記載の静電潜像現像用キャリアの製造装置である。
＜１４＞  対物レンズの透過波長帯が、可視域を含む３００ｎｍ以上の波長幅で、７００〜１０００ｎｍの波長域の一部を有する前記＜９＞から＜１３＞のいずれかに記載の静電潜像現像用キャリアの製造装置である。
＜１５＞  分光手段の分光波長帯が、可視域を含む３００ｎｍ以上の波長幅で、７００〜１０００ｎｍの波長域を含む＜９＞から＜１４＞のいずれかに記載の静電潜像現像用キャリアの製造装置である。
＜１６＞  対物レンズが、プラン型フルオリートレンズ、プラン型アクロマートレンズ、プラン型アポクロマートレンズ、及び反射対物レンズのいずれかである前記＜９＞から＜１５＞のいずれかに記載の静電潜像現像用キャリアの製造装置である。
＜１７＞  分光手段が、回折格子、プリズム、及び分光フィルタであるのいずれかである前記＜９＞から＜１６＞のいずれかに記載の静電潜像現像用キャリアの製造装置である。
＜１８＞  スペクトル強度検出手段が、ＣＣＤラインセンサ、及び、所定の分光波長位置にシリコンフォトダイオードを配列したシリコンフォトダイオード列のいずれかである前記＜９＞から＜１７＞のいずれかに記載の静電潜像現像用キャリアの製造装置である。
＜１９＞  分光手段が、画素あたりの波長分解能が０．５〜５ｎｍである前記＜９＞から＜１８＞のいずれかに記載の静電潜像現像用キャリアの製造装置である。
＜２０＞  演算手段が、１種以上の光透過性コート膜の分光屈折率データを利用可能に記憶している前記＜９＞から＜１９＞のいずれかに記載の静電潜像現像用キャリアの製造装置である。
【発明の効果】
【００２７】
本発明によると、コート膜厚の制御が、従来方法よりも確実にでき、また膜厚測定工程に用いられる膜厚測定ユニットが従来方法よりも高精度で有る為、コート膜厚を最適化した高品位な静電潜像現像用キャリアを高い歩留まりで製造することが可能な静電潜像現像用キャリアの製造方法を提供できる。また、この方法を実施するための製造装置を提供できる。さらにまた、この方法を用いて製造した静電潜像現像用キャリアを提供できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２８】
以下、本発明の実施形態を詳細に説明する。
（静電潜像現像用キャリアの製造方法）
本発明の静電潜像現像用キャリアの製造方法は、コート膜塗布液作製工程と、コート膜形成工程と、膜厚測定工程と、コート膜焼成工程と、解砕工程とを備える。
【００２９】
「コート膜塗布液作製工程」は、調整した液を分散した後、この分散液を希釈し、コート膜塗布液を得る工程である。「コート膜形成工程」は、芯材である微粉体上にコート膜を光透過性の膜として塗布・乾燥させる工程である。「膜厚測定工程」は、コート膜形成工程で塗布・乾燥された未硬化の状態で、芯材界面と樹脂コート表面との距離を膜厚として測定する工程である。「コート膜焼成工程」は、膜厚測定工程後にコート膜を電気炉中にて焼成する工程である。「解砕工程」は、コート膜焼成工程後に、冷却後、微粉体バルクを篩を用いて解砕する工程である。膜厚測定工程で測定されたコート膜厚に基づいてコート条件を制御しつつ、コート膜形成工程を実行する。
【００３０】
この発明の静電潜像現像用キャリアの製造方法では、既知のスプレー式塗布方法およびスプレー式塗布装置を用いることができる。また、コート膜塗布液を作製する工程、コート膜形成工程、膜厚測定工程を有し、公知のコート膜焼成工程、解砕工程を用いることが出来る。
【００３１】
ここで特徴的な膜厚測定工程は、「所望波長領域のスペクトル光を放射する光源からの光を照明領域を制限した顕微鏡光学系を介した対物レンズにより集光し、集光光束を上記光透過性のコート膜に垂直入射させ、集束光のフォーカス位置を光透過性のコート膜表面から微粉体表面に寄せた状態で、前記光透過性のコート膜表面と微粉体表面とにより反射して互いに干渉した反射光を、上記対物レンズを介して顕微鏡光学系に戻し、検出光伝送用ファイバにより分光手段に導いて可視域を含む３００ｎｍ以上の波長幅で分光し、分光スペクトル強度の極小と極大を与える各波長と、上記膜の屈折率とに基づき上記光透過性のコート膜の膜厚を演算算出する工程」であって、詳細には以下の如き特徴を有する。
【００３２】
即ち、所望波長領域のスペクトル光を放射する光源からの光を、照明領域を制限したケーラー照明系を備えた顕微鏡光学系を介して対物レンズにより集光し、集光光束を上記光透過性のコート膜に垂直入射させる。スペクトル光の「所望波長領域」は、コート膜厚測定を可能ならしめる波長領域を意味し、光透過性のコート膜の構成（フィラー微粒子の有無、フィラー微粒子の粒径、凝集径等）により定められる。この場合、集束光のフォーカス位置を光透過性のコート膜表面から微粉体側に寄せた状態で、上記光透過性のコート膜表面と微粉体表面とにより反射して互いに干渉した反射光を、上記対物レンズを介して顕微鏡光学系に戻し、検出光伝送用ファイバにより分光手段に導いて可視域を含む３００ｎｍ以上の波長幅で分光する。
【００３３】
分光により得られる分光スペクトル強度の極小と極大を与える各波長と、上記膜の屈折率とに基づき、未硬化状態を含む光透過性のコート膜の膜厚を演算算出する。即ち、この発明の静電潜像現像用キャリアの製造方法における未硬化状態のコート膜の膜厚測定工程は、周知の「光干渉膜厚計測方式」の原理を利用する。
【００３４】
本発明の製造方法に用いられる膜厚測定工程における測定対象となる「光透過性のコート膜」の形成された静電潜像現像用キャリアは、上記の如く「微粉体上に光透過性のコート膜が形成」され、微粉体表面と光透過性コート膜表面とで反射される光の干渉が可能なものであればよく、被測定物に対する他の制限は特にない。また、集束光のフォーカス位置を光透過性のコート膜表面から微粉体側に寄せることにより、微粉体表面での反射率を増加させることができ、光透過性のコート膜表面反射と合わせて良好な干渉波形を取得することが可能となる。また、球形に近い微粉体の特定（頂点）領域から発せられた光だけを抽出して良好な干渉スペクトル強度を取得するためには照明領域を制限することが必要であり、これによって、微粉体頂点以外からの迷光を除去でき、良好な分光スペクトル強度を得ることが達成できる。
【００３５】
更に、可視域を含む３００ｎｍの波長幅で分光することにより、薄い光透過性コート膜における分光スペクトル強度の極小と極大を与える波長が検出可能となる。３００ｎｍ以上とすることで凡そ０．３μｍまでのコート膜の測定が可能となる。更に、集光光束を光透過性のコート膜に垂直入射させる方法が、ケーラー照明系の開口絞りを絞ることによってコート膜厚を良好に測定できる。ケーラー照明系の開口絞りは絞ることによって照明系のＮＡを小さくでき、集光光束を垂直入射に近い状態にできるので、「光干渉膜厚計測方式」に必要な「垂直入射／垂直受光」の基本原理を満たしやすくなる。
【００３６】
微粉体の表面に光透過性のコート膜を設けた静電潜像現像用キャリアは、スライドガラス上に散布された状態で測定されることが多く、顕微鏡光学系のケーラー照明系の視野絞りを絞り、試料面での照射領域を小さくすることによって、高精度の分光スペクトル強度計測が達成される。ケーラー照明系は、高輝度で均一な平行光で試料面を照らすため、干渉計測に必要な「垂直入射／垂直受光」の基本原理が達成しやすい。特に、照明領域制限方法であるケーラー照明系の照明領域の直径を微粉体径の１／５〜１／２５とすることによって、測定にあずかる光以外の余分な光の対物レンズへの入射を好適に防ぐことが可能となる。
【００３７】
微粉体の表面に形成する光透過性のコート膜には、フィラー微粒子を分散させたものでも良く、その「光透過性のコート膜の厚さ」については同様に測定することが可能となる。被測定物である微粉体における光透過性のコート層は、その光透過性のコート層の所定厚さ部分を、フィラー微粒子を分散させた膜として構成することができ、この場合には、フィラー微粒子の粒子径もしくは凝集径が０．８μｍ以下であり、膜厚測定ユニットにおける干渉波形の測定波長領域の一部を、上記粒子径若しくは凝集径以上の領域として測定できる。
【００３８】
光透過性のコート膜に分散されるフィラー微粒子の粒子径もしくは凝集径は０．８μｍ以下であることが好ましく、その場合、膜厚測定ユニットにおける測定波長領域（分光スペクトル強度の極大・極小を与える波長を特定する領域）を、上記粒子径若しくは凝集径以上の領域を含むものとする。
【００３９】
このように、測定波長領域をフィラー微粒子の粒子径や凝集径よりも大きい波長領域を含むことにより、検出光における「フィラー微粒子やその凝縮粒子による散乱や回折の影響」する波長領域を避けて、良好な干渉波形測定を実現できる。なお、上記フィラー微粒子は１種に限らず、２種以上のものを混合して分散させることができ、またその場合種類が異なり粒径が異なったものでも使用可能である。
【００４０】
被測定物である微粉体における光透過性コート層は、その光透過性のコート層の所定厚さ部分を、フィラー微粒子を分散させた膜として構成することができ、この場合には、フィラー微粒子の屈折率が、光透過性コート膜屈折率の±０．２の範囲で測定できる。この場合、光透過性コート膜は光を透過するので消光係数は限りなくゼロに近く、フィラー微粒子の消光係数も無視できるレベルとなっている。屈折率差は、媒質と媒質の屈折率差が小さくなれば、界面反射が小さくなり、透明に近くなってしまうことと同じで、バインダー樹脂とフィラー微粒子の屈折率差が大きくなれば、境界面の反射率が上がって不透明になり、干渉計測が達成できなくなる。屈折率差が±０．２の範囲であれば、バインダー樹脂とフィラー微粒子の界面反射も低くなり、光透過性コート膜中で光が散乱されることなく、繰り返し反射干渉を達成することが可能となる。
【００４１】
本発明の静電潜像現像用キャリアの製造方法では、対物レンズを介した集束光のフォーカス位置を「対物レンズのモノポーラの焦点深度内で光透過性のコート表面から微粉体側に移動させる」ことによって、モノポーラ焦点深度以上の光透過性コート膜厚の測定ができる。一般には、表面層に集束光のフォーカス（ピント）を合わせて、対物レンズの光学的特性から決まるモノポーラの焦点深度領域で膜厚の繰り返し反射干渉計測が達成される。
【００４２】
この場合、焦点深度内では、「光干渉膜厚計測方式」における「垂直入射／垂直受光」の基本原理が成立するので、顕微鏡光学系を用いた膜厚計測が可能となる。上記被測定物がスライドガラス上に散布された「微粉体の表面に光透過性のコート膜を設けた薄膜コート微粉体」である場合には、前述の膜厚測定方法により演算算出した上記光透過性のコート膜の膜厚を、多点測定した統計的な平均膜厚とすることで信頼性の高い「光透過性コート膜の厚さ」を決定できる。
【００４３】
スライドガラス上に静電潜像現像用キャリアを散布した場合、光透過性のコート膜の膜厚計測は単一粒子の入射光束に垂直な面、即ち薄膜コート微粉体の頂点附近での計測となる。この場合、通常、各薄膜コート微粉体間のコート層膜厚はバラツキを有しており、１つの薄膜コート微粉体のコート膜厚値が、薄膜コート微粉体全体の平均膜厚を示すものではない。１０〜１００点の統計的な平均膜厚値を求めることに依って、実用の膜厚値の取得が可能となる。
【００４４】
（静電潜像現像用キャリアの製造装置）
本発明の静電潜像現像用キャリアの製造装置は、上述した本発明の静電潜像現像用キャリアの製造方法により静電潜像現像用キャリアを製造する装置であり、複数の材料が調合、分散、希釈される分散装置を備えたコート膜塗布液作製手段と、微粉体にコート膜塗布液を供給してコート膜を形成するコート膜形成手段と、前記コート膜の膜厚を測定する膜厚測定手段と、膜厚測定後に塗膜を硬化させる焼成手段と、冷却後、解砕する装置を備えた解砕手段とを備えてなる。
【００４５】
−膜厚測定ユニット−
本発明の製造装置に用いられる膜厚測定ユニットは、光源と、照明領域を制限できる顕微鏡光学系と、対物レンズと、検出光伝送用ファイバと、分光手段と、スペクトル強度検出手段と、演算手段とを有する。
【００４６】
「光源」は、所望波長領域のスペクトル光を放射する。
「顕微鏡光学系」は、光源からの光をケーラー照明系の開口絞り、視野絞り、及び対物レンズを介して照明系のＮＡを可変して照明のコヒーレンシーを変え、照明領域を制限して被測定物側へ導光し、また静電潜像現像用キャリアからの反射光を対物レンズを介して導光し、検出光伝送用ファイバへと伝送する。「対物レンズ」は、顕微鏡光学系の開口絞りから射出した照射光を静電潜像現像用キャリアのコート膜に向って集光させる。「分光手段」は、静電潜像現像用キャリアにより反射され、対物レンズ及び顕微鏡光学系を介して検出光伝送用ファイバにより伝送された検出光を分光する。「スペクトル強度検出手段」は、分光手段により分光された検出光の分光スペクトル強度を検出する。「演算手段」は、分光スペクトル強度の極小と極大を与える各波長と膜の屈折率とに基づき、静電潜像現像用キャリアにおける光透過性のコート膜の膜厚を演算算出する。光源としては、特に限定されないが、放射される光が可視域下限から近赤外域までの極めて広い分光分布を持つ「ハロゲン−タングステンランプ」を用いることが好ましい。ハロゲン−タングステンランプから放射される光は、広い波長領域に分光分布を持つので、上述の「所望波長領域のスペクトル光」を容易に実現できる。光源としては、他に４００〜１０００ｎｍに発光分布を持つＬＥＤ等を利用できる。また、顕微鏡光学系及び対物レンズの透過波長域と、分光手段の分光波長域が一致していることが好ましい。
【００４７】
前記膜厚測定ユニットにおいて、対物レンズの合焦点位置と共役な位置にピンホールを設置し、そのピンホールの後段に上記検出光伝送用ファイバを設置することが好ましい。合焦位置以外の樹脂コート膜のボケ像や周囲からの散乱光をピンホールでカットできるので、可視性の極めて高い干渉波形を得ることができる。
【００４８】
前記膜厚測定ユニットにおいて用いられる対物レンズは、開口数：ＮＡが０．３以上であり、作動距離が３ｍｍ以上、３０ｍｍ以下であることが好ましい。同じ倍率の対物レンズの場合は、ＮＡを少し小さくし作動距離を長くした対物レンズを用いることにより、「光干渉膜厚計測方式」の原理に必要な「垂直入射／垂直受光」の基本原理が成立しやすくなり、分光スペクトル強度の抽出が容易に実現できる様になる。
【００４９】
対物レンズとしては、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が、例えば、色収差と像面湾曲を補正したプラン型フルオリートレンズ、プラン型アクロマートレンズ、プラン型アポクロマートレンズ、反射対物レンズなどが挙げられる。一般に、ＮＡが大きいほど焦点深度は浅くなり、ビームを細く絞ることが可能となる。逆に焦点深度が深くなると、即ち、ＮＡが小さいと焦点深度は深くなるが、この場合はビームスポット径が逆に大きくなってしまい、微粉体の曲率の影響を受けてしまうことがある。
【００５０】
本発明者の実験より、ＮＡ：０．３以上であり作動距離が３ｍｍ以上、３０ｍｍ以下の長作動距離タイプの対物レンズを用いることで微粉体のコート層からの良好な干渉スペクトル抽出と、膜厚測定に必要な最低限度のスポット径と焦点深度を確保できることを確認している。
【００５１】
前記膜厚測定ユニットにおいては、顕微鏡光学系の透過波長として可視域を含む３００ｎｍ以上の波長幅で７００〜１０００ｎｍの波長域の一部を有することが好ましい。
更に顕微鏡光学系及び対物レンズの透過波長と分光手段の分光波長とが一致していることが好ましい。
【００５２】
一般的な顕微鏡光学系は、透過波長域が目視観察用の可視域対応となっているので、透過波長範囲は４５０ｎｍから７００ｎｍ程（波長巾２５０ｎｍ）となっており、被検物の膜厚が薄くなった場合には、干渉の次数が低下し任意の波長域に現われる分光スペクトル強度の極大と極小の数は低減し、膜厚計測に必要な極大波長と極小波長の検出が困難になってくる。
【００５３】
また、７００〜１０００ｎｍの近赤領域光は、サブストレイトである微粉体の反射率を高める効果があるため、この波長域を用いることにより光透過性のコート膜表面反射を交えて可視性の高い干渉スペクトルを取得することが可能となる。
【００５４】
近赤外光は対象が金属であれば、自由電子の振舞いを増大させ、金属性即ち反射率が高くなる。金属以外でも、近赤外光自体は、化成品に対して透明であり、何もインタラクトしない波長域なので、可視光を吸収する黒色に近い微粉体の場合は反射率の増加が期待できる。
【００５５】
前記膜厚測定ユニットは、対物レンズの透過波長帯として、可視域を含む３００ｎｍ以上の波長幅で７００〜１０００ｎｍの波長域の一部を有することが好ましい。対物レンズの場合も、光透過性コート膜の膜厚が薄くなった場合には、原理的には任意の波長域に現われる分光スペクトル強度の極大と極小の数は低減するので、測定に用いられる対物レンズの透過波長帯が可視域を含む３００ｎｍ以上の波長幅で７００〜１０００ｎｍの波長域の一部を有する場合は、極大と極小の検出が確実となり、可視性の高い干渉スペクトルを取得することが可能となる。
【００５６】
また、前記膜厚測定ユニットにおいて、分光手段の分光波長帯が可視域を含む３００ｎｍ以上の波長幅で７００〜１０００ｎｍの波長域を含んでいることが好ましい。
【００５７】
前記膜厚測定ユニットに用いられる分光手段として、回折格子もしくはプリズムあるいは分光フィルタを用いることができる。回折格子等の分光手段は、回転により分光波長領域を変化させる回転方式のものを用いることもできるが、「固定型の分光手段（空間的に固定して用いられる回折格子等）」を用いると、回転のためのスペースや回転機構が不要となるため、膜厚測定ユニットのコンパクト化が可能になる。
【００５８】
前記膜厚測定ユニットに用いられるスペクトル強度検出手段としては、ＣＣＤ等のラインセンサや、所定の分光波長位置にシリコンフォトダイオードを配列した「シリコンフォトダイオード列」を好適に用いることができる。ＣＣＤラインセンサは、シリコンフォトダイオードと比較して感度が高く、顕微鏡光学系を用いた微弱計測の場合でも充分な計測感度を有しており、小型、軽量、安価でもある。
また、前記膜厚測定ユニットにおいては、分光手段が０．５〜５ｎｍ／画素、の波長分解能の範囲であることが好ましい。
【００５９】
微粉体上の光透過性コート膜のような薄膜試料での分光スペクトル強度は、非常にブロードであり０．５ｎｍ／画素以上の波長分解能で充分な場合が多い。但し、大き過ぎると分光手段の段階でスムージングが掛かり、１μｍ以上の膜厚となった場合は分光スペクトル強度の信号の一部が失われることもあるため、上限として５ｎｍ／画素程度としておくことが好ましい。
【００６０】
また、前記膜厚測定ユニットにおいて、演算手段に「測定対象となりうる１種以上の光透過性のコート膜の分光屈折率データ」を利用可能に記憶させることができる。
【００６１】
以上の様に前記膜厚測定ユニットを用いれば、未硬化状態の膜でも或いは湿潤状態の膜でも、非接触／非破壊での局所的なコート膜測定が可能となる。また本発明の静電潜像現像用キャリアの製造方法では、コート膜形成工程におけるコート液量を制御してコート膜を制御することができる。
【００６２】
諸条件を同一とした条件下では、液物性を一定とした場合、コート膜厚はコート液量に応じて変化する。具体的には、コート液量が多くなるとコート膜厚が厚くなり、少なくなると薄くなる。コート膜形成工程におけるコート液量を制御してコート膜厚を制御する場合、コート層塗布液のスプレー塗布後に未硬化膜厚が測定され、測定結果に基づいて焼成膜厚が推定され、推定結果に基づいてスプレー塗布条件、即ちコート液量が調整されてコート膜厚が制御される。
【００６３】
焼成膜厚を推定する為には、スプレー塗布後の未硬化膜厚と焼成後の膜厚の相関関係を予め求めておく。この為、種々のコート液量で塗布を行い、未硬化膜厚と焼成膜厚とが前述の膜厚測定手段により測定される。このようにして得られた相関関係に基づいて、測定した未硬化膜厚に対する焼成膜厚が推定される。
【００６４】
膜厚測定工程は、未硬化膜厚に基づく推定結果が次のサンプルへの塗布にフィードバックできるようにされれば良く、スプレー塗布直後の時点から、次のスプレー塗布の時点までの時間に設定され、具体的には１０〜４０分に設定される。なお未硬化膜厚の測定精度を高める為に、多点測定しコート膜ムラを測定することが好ましい。コート膜ムラからスプレー塗布された未硬化膜厚に対応する焼成膜厚を前述した相関関係から求め、塗布条件を制御することにより、未硬化膜厚を高精度で制御できる。静電潜像現像用キャリアが適正な機能を発揮する為には「コート膜が適正な厚みを持つ」ことが必要であり、焼成固化・解砕した後に前述の膜厚測定方法により、最終品質のコート膜厚を知ることができる。
【００６５】
図１は、本発明の製造装置に用いられる膜厚測定ユニットの実施の一形態を示している。膜厚測定ユニット６は、所望波長領域のスペクトル光を放射する光源６１と、照明系のＮＡを可変する開口絞り６９及び照明領域を制限する視野絞り７０を有するケーラー照明系６２を備えた顕微鏡光学系６３と、顕微鏡光学系６３に含まれ、開口絞り６９及び視野絞り７０を経た光を被測定物側に向けて射出させ、被測定物微粉体４の膜（図２中の光透過性コート膜２）に向って集光させる対物レンズ６４と、被測定物４により反射され、対物レンズ６４と顕微鏡光学系６３を介して検出光伝送用ファイバ６５により伝送された光を分光する分光手段６６と、分光手段６６により分光された検出光の分光スペクトル強度を検出するスペクトル強度検出手段６７と、分光スペクトル強度の極小と極大を与える各波長と光透過性コート膜の屈折率とに基づき、被測定物における光透過性の膜の膜厚を演算算出する演算手段６８とを有し、照射光を被測定物の表面に垂直入射させるように構成されている。
【００６６】
対物レンズ６４は、開口数ＮＡが０．３以上であり、作動距離が３ｍｍ以上、３０ｍｍ以下のものであるが、説明中の例においては、ＮＡ０．５、倍率：５０×、作動距離１０．６ｍｍ、焦点深度±１．０μｍの「プラン型のフルオリートレンズ」（ＯＬＹＭＰＵＳ  ＬＭ  Ｐｌａｎ  ＦＬ−ＢＤ  ５０×）を用いている。対物レンズ６４は、顕微鏡６３に固定され、顕微鏡６３はファイバプローブ６５の射出側端部を保持している。
【００６７】
光源６１は「ハロゲン−タングステンランプ」で、可視領域から近赤外領域にわたる広い波長領域のスペクトル光を放射する。放射された光は、顕微鏡光学系を経て対物レンズ６４へ導光される。顕微鏡光学系から射出した光は対物レンズ６４により、光透過性コート膜表面に光スポットとして集光される。分光手段６６は「回折格子」であり、具体的には、固定型ツェルニターナ型回折格子で、分光領域：４００〜１０００ｎｍ、分解能：０．５ｎｍ／ポイントのものである。
【００６８】
分光手段６６としては、前述のように、回折格子に代えて「プリズムあるいは分光フィルタ」を用いることもできる。スペクトル強度検出手段６７は「ＣＣＤラインセンサ」であり、可視域から１０５０ｎｍの範囲で感度を持ち、受光素子数：１０２４のものを用いている。
【００６９】
次に、膜厚測定工程におけるコート層膜厚測定の原理を、図３（ｂ）の如き場合を例として説明する。即ち、この場合、光透過性のコート膜はフィラー微粒子３と光透過性のコート膜２により構成される。光透過性のコート膜２は、例えばバインダー樹脂と±０．２以内の屈折率の粒径：０．５μｍ、即ち５００ｎｍのフィラー微粒子３を均一に分散させたものである。
【００７０】
この場合、光透過性コート膜２の屈折率は、１．７程であり、したがって、フィラー微粒子３の屈折率が１．７７程であるので、屈折率差が±０．２以内にあり、膜厚測定に当たってバインダー樹脂とフィラー微粒子３の界面反射は殆ど無視して考えることができる。集光された光は、一部が、静電潜像現像用キャリアの表面即ち光透過性のコート膜２の表面で反射され、一部は、光透過性のコート膜２内に入射し、微粉体１の表面で反射される。
【００７１】
これら反射光は対物レンズ６４及び顕微鏡光学系６３を介して「検出光伝送用ファイバ６５の端面」に集光され、同ファイバ６５により分光手段６６へ「検出光」として伝送される。伝送された検出光は分光手段６６により分光され、その分光スペクトル強度がスペクトル強度検出手段６７により検出される。
【００７２】
図４は、上記のようにしてスペクトル強度検出手段６７により検出されたデータ（検出値）と、演算手段６８において非線形最小２乗法（例えば、シンプレックス法等のカーブフィットアルゴリズム）により「連続した分光スペクトル強度」として演算されたもの（演算値）である。図４に示すように、分光スペクトル強度は、可視域を含む、波長：４５０ｎｍから波長８００ｎｍの３００ｎｍ以上の領域にわたって有限であり、全波長領域で強度が波長とともに振動的に変化する。
【００７３】
分光スペクトル強度のこのような振動的な変化は「検出光における干渉」の結果であるが、分光スペクトル強度の振動的な変化の振幅は、波長：４５０ｎｍより短波長側と７８０ｎｍより長波長側ではノイズが急激に重畳してくる。これは、顕微鏡光学系と対物レンズの透過率が急激に低下することに起因しており、この場合、透過波長領域が狭いと、膜厚計測に必要な分光スペクトル強度の極小と極大を与える各波長の検出ができなくなり、膜厚計測の精度が著しく低下する。
【００７４】
また、波長が「光透過性のコート膜に含まれたフィラー微粒子の粒径よりもある程度大きく」なると、光はフィラー微粒子に散乱されなくなり、検出光において良好に干渉する。波長：４５０ｎｍ〜８００ｎｍの波長領域において、演算値の分光スペクトル強度の変化において「隣接する極大と極小」の適当なものを選択し、これら極大・極小を与える波長を、λ２ｍ、λ２ｍ＋１とする。ｍは「干渉の次数」であり適宜に定めることができる。
【００７５】
そうすると、光透過性のコート膜の厚さ：ｄと、光透過性のコート膜の屈折率：ｎ１と、上記干渉の次数：ｍとの間には以下の関係が成り立つ。
２ｍ＝４ｎ１ｄ／λ２ｍ
２ｍ＋１＝４ｎ１ｄ／λ２２ｍ＋１
これらから干渉次数：ｍを消去すると、
ｎ１ｄ＝λ２ｍ・λ２ｍ＋１／４（λ２ｍ−λ２ｍ＋１）
が得られる。したがって、上記極大・極小を与える波長：λ２ｍ、λ２ｍ＋１が判ると、光透過性コート膜の光学的膜厚：ｎ１ｄが知られ、さらに、屈折率：ｎ１が判れば、求める光透過性コート膜の厚さ：ｄは、下記式（１）で算出することができる。
〔式〕
ｄ＝λ２ｍ・λ２ｍ＋１／４ｎ１（λ２ｍ−λ２ｍ＋１）……（１）
屈折率：ｎ１は、光透過性コート膜２の材質が定まれば一義的に定まるものであり、その分光特性、即ち、波長による屈折率の変化（分光屈折率）を予め制御手段６８内にテーブルあるいは「波長の関数」として記憶しておくことができ、このようにして、分光スペクトル強度における極小と極大を与える各波長：λ２ｍ＋１、λ２ｍと、光透過性コート膜２の屈折率：ｎ１とに基づき光透過性コート膜の膜厚：ｄを、上記（１）式に従って演算算出することができる。
【００７６】
即ち、演算手段６８は、スペクトル強度検出手段６７により検出されたデータを「連続した分光スペクトル強度」として演算し、得られた分光スペクトル強度に対して微分演算等により、極小・極大を与える各波長：λ２ｍ＋１、λ２ｍを特定し、光透過性コート膜２の屈折率：ｎ１とに基づき光透過性コート膜の膜厚：ｄを、上記の（１）式に従って演算算出する。
【００７７】
上記の如き条件で、確認したところでは、コート膜形成工程で塗布・乾燥された未硬化の状態でのスライドガラス上に散布した光透過性のコート膜の厚さを０．０５μｍ以下の分解能で精度良く測定することができた。光透過性コート膜（２）の構成として、図２の如き構成の場合にも、上記と同様にして、感光層の厚さを０．０５μｍ以下の分解能で精度良く測定できた。
【００７８】
上記に説明したように、膜厚測定工程は静電潜像現像用キャリアの製造工程におけるコート塗膜の未硬化膜厚を測定する膜厚測定ユニット６により、コート膜形成工程で塗布・乾燥された未硬化の状態で芯材界面と樹脂コート表面との距離を膜厚として測定する工程であって、製造工程としてはコート層塗布液を作製する工程、芯材である磁性微粉体上にコート膜を光透過性の膜として塗布・乾燥させる工程を備え、その後、所望波長領域のスペクトル光を放射する光源からの光を照明領域を制限した顕微鏡光学系を介した対物レンズにより集光し、集光光束を上記光透過性のコート膜に垂直入射させ、集束光のフォーカス位置を光透過性のコート膜表面から微粉体表面に寄せた状態で、前記光透過性のコート膜表面と微粉体表面とにより反射して互いに干渉した反射光を、上記対物レンズを介して顕微鏡光学系に戻し、検出光伝送用ファイバにより分光手段に導いて可視域を含む３００ｎｍ以上の波長幅で分光し、分光スペクトル強度の極小と極大を与える各波長と、上記膜の屈折率とに基づき上記光透過性のコート膜の膜厚を演算算出する膜厚測定工程及び、膜厚測定後に塗膜を硬化するコート膜焼成工程と冷却後解砕する工程を備え、前記膜厚測定工程で測定された未硬化膜厚に基づいてコート膜形成工程におけるコート液量を制御してコート膜厚を調整する静電潜像現像用キャリアの製造方法が実施されることになる。
【００７９】
この際、演算手段６８では、スプレー塗布による未硬化膜厚が測定された後、未硬化膜厚と焼成硬化膜厚との相関関係から、測定された未硬化膜厚に対応する焼成硬化膜厚が推定され、次の塗布工程において所望の膜厚が得られるコート液量が決定される。
【００８０】
本発明の静電潜像現像用キャリアの製造方法では、未硬化膜厚を「繰り返し反射干渉」原理を用いた前述の膜厚測定方法によって測定して、次のコート膜形成工程におけるコート液量を制御してスプレー塗布後の未硬化膜厚を調整する。この様な製造方法によれば、非接触／非破壊でフィラー微粒子を分散させたスプレー塗布未硬化膜厚を正確に測定することができ、かつコート膜厚の測定が簡便・短時間また高精度であるので、直ちに次のコート膜形成工程でのコート膜厚を調整することが可能である。
【００８１】
また、常にコート膜厚が適性で安定した静電潜像現像用キャリアを得る事ができる。また生産性を高め、良品率を向上させる事が可能となる。
【００８２】
（静電潜像現像用キャリア）
本発明の静電潜像現像用キャリアは、これらの製造工程を経て得られたものである。製造工程でのコート膜厚の制御が、従来製造工程よりも確実にでき、また膜厚測定工程に用いられる膜厚測定ユニットが従来方法よりも高精度で有る為、高品位な静電潜像現像用キャリアを高い歩留まりで製造することが可能となる。
【００８３】
図２（ａ）に基づき、本発明に得られる静電潜像現像用キャリアを説明する。芯材である微粉体上１に光透過性のコート膜２が形成されている。図２（ｂ）は、光透過性のコート膜部の断面図である。図２（ａ）、図３（ａ）において、光透過性のコート膜２は、静電潜像現像用キャリアの場合はスペント化を防止するための機能を持ち、図３（ａ）では耐摩耗性と帯電性制御のために、フィラー微粒子３が含有されている。光透過性のコート膜２の膜厚は０．１〜１．０μｍが好ましく、芯材である微粉体１の粒径は、φ２０〜１００μｍが好ましい。
【００８４】
静電潜像現像用キャリア用としての微粉体としては、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が、例えば、鉄、コバルト等の強磁性体、マグネタイト、ヘマタイト、Ｌｉ系フェライト、Ｍｎ−Ｚｎ系フェライト、Ｃｕ−Ｚｎ系フェライト、Ｎｉ−Ｚｎフェライト、Ｂａフェライトなどが挙げられる。
前記静電潜像現像用キャリアで使用できるフィラー微粒子としても、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が、例えば、導電性ＺｎＯ、Ａｌ等の金属粉、各種の方法で作られたＳｎＯ２、種々の元素をドープしたＳｎＯ２ホウ化物などが挙げられる。
前記種々の元素をドープしたＳｎＯ２ホウ化物としては、例えば、ＴｉＢ２、ＺｎＢ２、ＭｏＢ２、炭化ケイ素、導電性高分子（ポリアセチレン、ポリパラフェニレン、ポリ（パラーフェニレンスルフィド）ポリピロール、ポリエチレン、カーボンブラック（ファーネスブラック、アセチレンブラック、チャネルブラックなど）などが挙げられる。静電潜像現像用キャリアでは、コート用光透過性樹脂として、以下のものを単独またはシリコーン樹脂と混合して使用することが可能である。
【００８５】
即ち、例えば、ポリスチレン、クロロポリスチレン、ポリ−α−メチルスチレン、スチレン−クロロスチレン共重合体、スチレン−プロピレン共重合体、スチレン−ブタジエン共重合体、スチレン−塩化ビニル共重合体、スチレン−酢酸ビニル共重合体、スチレン−マレイン散共重合体、スチレン−アクリル酸エステル共重合体（スチレン−アクリル酸メチル共重合体、スチレン−アクリル酸エチル共重合体、スチレン−アクリル酸ブチル共重合体、スチレン−アクリル酸オクチル共重合体、スチレン−アクリル酸フェニル共重合体等）、スチレン−メタクリル酸エステル共重合体（スチレン−メタクリル酸メチル共重合体、スチレン−メタクリル酸エチル共重合体、スチレン−メタクリル酸ブチル共重合体、スチレン−メタクリル酸フェニル共重合体等）、スチレン−α−クロルアクリル酸メチル共重合体、スチレン−アクリロニトリル−アクリル酸エステル共重合体などのスチレン系樹脂、エポキシ樹脂、ポリエステル樹脂、ポリエチレン樹脂、ポリプロピレン樹脂、アイオノマー樹脂、ポリウレタン樹脂、ケトン樹脂、エチレンーエチルアクリレート共重合体、キシレン樹脂、ポリアミド樹脂、フェノール樹脂、ポリカーボネート樹脂、メラミン樹脂などが挙げられる。
【００８６】
また、コート膜に含まれるフィラー微粒子の具体的材料としては、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が、例えば、アルミナ、シリカ等があげられる。アルミナは、粒径が可視光波長以下の粒子が好ましく、表面処理していないもの、疎水化処理など表面処理したもの全てを用いることができる。また、シリカは、トナー用に用いられているもの、及びそれ以外のものも用いることができ、表面処理していないもの、疎水化処理など表面処理したもの全てを用いることができる。
【００８７】
また、粒子の固有抵抗は１０１２（Ω・ｃｍ）以上であることが好ましい。これは、粒子が芯材との接点を有する状態で表面に露出していても、１０１２（Ω・ｃｍ）以上であれば電荷のリークが抑えられる。よって、安定した帯電性を得られる。また、長期にわたる現像剤の保管に際して帯電量低下を抑えることができる。
【００８８】
更に、粒子がアルミナである場合には、その含有率が、コート膜組成成分の５０〜９５質量％であることが好ましく、７０〜９０質量％であることがより好ましい。更に、粒子がシリカである場合には、その含有率が、コート膜組成成分の５０〜９５質量％の範囲、７０〜９０質量％であることがより好ましい。また、アルミナとシリカを混合して用いてもよい。また、帯電及び抵抗調節剤として、カーボンブラックあるいは酸性触媒を単独または併用して用いることも可能である。カーボンブラックは、キャリアあるいはトナー用として一般的に使われているもの全てを用いることができる。酸性触媒は、触媒作用を持つものを用いることができる。例えば、完全アルキル化型、メチロール基型、イミノ基型、メチロール／イミノ基型等の反応性基を有するものであるが、これらに限るものではない。
【実施例】
【００８９】
本発明の静電潜像現像用キャリアの製造方法では公知のスプレー塗布方法及び装置を用いる事ができる。コート膜塗布液を作製する工程、スプレー塗布法によるコート膜を塗布・乾燥させる工程、未硬化状態のコート膜厚の測定工程例、及び前記膜厚測定工程で測定された未硬化膜厚に基づいてスプレー塗布条件を制御する工程、焼成工程を以下に説明する。
【００９０】
（実施例）
シリコーン樹脂（ＳＲ２４１１：東レダウコーニングシリコーン社製）の固形分に対して導電性カーボン（ケッチェンブラックＥＳ−ＤＪ６００：ライオンアクゾ社製）が７ｗｔ％となるように調整した液を、ホモジナイザーを使用して、３０分間分散した後、この分散液を固形分１０ｗｔ％になるように希釈し、コート層塗布液を得た。
【００９１】
次に、キャリア芯材（ＣｕＺｎ系フェライト：１ＫＯｅにおける磁気モーメント６６ｅｍｕ／ｇ、重量平均粒径３５μｍ）に対して、上記分散液をスプレー式塗布装置（流動床型コーティング装置）を用いて、１００℃の雰囲気下で、送液速度：約５０ｇ／ｍｉｎの割合で塗布した。コート液量は送液速度を一定にし、送液時間を変えることで制御を行った。
【００９２】
この後、コート膜形成工程により塗布された未硬化のコート膜厚の測定を、前述の膜厚測定ユニットを用いて行った。更に２８０℃で二時間加熱して、冷却後、微粉体バルクを目開き１００μｍの篩を用いて解砕し、コート膜の平均膜厚が凡そ０．５μｍの静電潜像現像用キャリアを得た。この際、膜厚測定工程においては、無作為抽出した静電潜像現像用キャリアについて頂点部分の未硬化状態のコート膜厚を測定して１０点膜厚計測値を算出し、平均膜厚ｄ＝０．５５μｍ、バラツキ：σ＝０．０４７μｍを得た。
【００９３】
なお、本発明では、無作為抽出した静電潜像現像用キャリア試料の頂点付近のコート膜１０点の平均値をもって平均膜厚としている。コート膜のバラツキは統計学的な標準偏差で与えられるσと定義している。またコート膜の膜厚測定時、測定サンプルである静電潜像現像用キャリアはスライドガラス上へ薄く散布した状態で測定を行った。測定範囲は５００μｍ四方とし、測定領域内にある独立したサンプルの頂点部分を測定してこれらの測定データを元にコート膜の平均膜厚およびコート膜ムラを算出した。コート膜の塗布に関しては予め「コート膜用のコート液量に関するデータ」を演算手段６８に入力しておく。
【００９４】
具体的には「コート液量に対するスプレー塗布後の未硬化状態での膜厚と焼成硬化後の膜厚」を測定し、これらの相関関係を把握して入力した。最終的に得られる静電潜像現像用キャリアの芯材界面とコート表面との膜厚を０．５±０．１μｍに設定し、コート層塗布液をスプレー後の未硬化膜厚を測定し、測定結果から「最適なコート液量」を演算処理し、以後のスプレーにおける送液時間を変えながらコート液量を制御した。
【００９５】
この様にして複数のスプレー式塗布装置で連続５０バッチの静電潜像現像用キャリアを作製した。最初のバッチの未硬化状態のコート膜厚が得られた後、この静電潜像現像用キャリアの製造時におけるコート液量のデータを次の静電潜像現像用キャリアでのコート液量に反映させた。
【００９６】
このようにして、コート膜を焼成硬化したのち、冷却解砕した静電潜像現像用キャリアの「芯材界面とコート膜表面との間の平均膜厚」を測定したところ、得られた膜厚は０．５μｍ±０．１μｍの範囲に収まっており一定であった。
【００９７】
結果の一部を表１に示す。
【００９８】
【表１】
2006072307.tif 000003
上記「ＯＫ」は品質に問題が無いことを表す。
【００９９】
（比較例）
比較例として、上記と同じ条件であるが、コート液量を１７５０ｇに固定して製造を行った結果は表２の如くである。
【０１００】
【表２】
2006072307.tif 000004
上記「ＮＧ」は、所定のコート膜厚を満足しないことを表す。
この様に、コート液量を制御しない場合、コート膜形成工程においては、乾燥温度変動・液物性変動により１５バッチ以降は所定の品質を達成できなかった。
【図面の簡単な説明】
【０１０１】
【図１】図１は、本発明の製造装置の膜厚測定ユニットの例のブロック図である。
【図２】図２は、本発明の対象となるフィラー無しキャリアの構成断面図である。
【図３】図３は、本発明の対象となるフィラー有りキャリアの構成断面図である。
【図４】図４は、本発明の測定装置による分光スペクトル強度の演算値を示す説明図である。
【符号の説明】
【０１０２】
１    微粉体
２    コート膜
３    フィラー微粒子
４    被測定物微粉体
６    膜厚測定ユニット
６１    光源
６２    ケーラー照明系
６３    顕微鏡光学系
６４    対物レンズ
６５    ファイバプローブ
６６    分光手段
６７    スペクトル強度検出手段
６８    演算手段
６９    開口絞り
７０    視野絞り
【図１】
2006072307.tif 000005
【図２】
2006072307.tif 000006
【図３】
2006072307.tif 000007
【図４】
2006072307.tif 000008