(57)【要約】【課題】目視しての判断が難しい潜像画像においても、解像力を算出することが可能な、数値的指標に基づく定量的な評価方法及び評価装置を提供する。【解決手段】半導体レーザ１７ｂやＬＤ制御部１７ａを有する光像露光手段により光導電性試料００に形成された静電潜像パターンの光像に包含される何れかの断面の光量分布が、周期的な光量値の変動を有する断面光量分布であり、静電潜像パターンにおける電荷分布状態を観測する評価手段（荷電粒子検出器２４、信号処理部２５ａ、解像力演算部２５ｂ、モニタ２６、アウトプット装置２７）は、検出した強度信号から静電潜像パターンを含む断面プロファイルを抽出し、断面プロファイルの露光部、非露光部の強度信号から特徴量を抽出し、光導電性試料００の潜像解像力を算出する。【選択図】図１
2008225355.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
帯電と光像の露光により静電潜像パターンを形成された光導電性試料の、上記静電潜像パターンを形成された面を、荷電粒子ビームにより２次元的に走査し、上記静電潜像パターンによる電気的影響を受けた荷電粒子を捕獲して、その強度信号を上記面上の位置に対応させて検出し、上記静電潜像パターンにおける電荷分布状態を観測することで、静電潜像を評価する静電潜像評価方法であって、
上記光像に包含される何れかの断面の光量分布が、周期的な光量値の変動を有する断面光量分布であること、
かつ、検出した強度信号から静電潜像パターンを含む断面プロファイルを抽出し、
かつ、上記断面プロファイルの露光部、非露光部の強度信号から特徴量を抽出し、光導電性試料の潜像解像力を算出することを特徴とする静電潜像評価方法。
【請求項２】
請求項１記載の静電潜像評価方法において、
上記特徴量が、上記断面プロファイルの露光部、非露光部の強度信号の平均値から算出したコントラストであることを特徴とする静電潜像評価方法。
【請求項３】
請求項２記載の静電潜像評価方法において、
空間周波数の異なる複数の静電潜像パターンを形成し、各空間周波数においてコントラストを算出することにより、潜像のレスポンス関数を算出することを特徴とする静電潜像評価方法。
【請求項４】
請求項３記載の静電潜像評価方法において、
各空間周波数において算出されたコントラストの平均値を求めることにより、上記光導電性試料の上記空間周波数帯域における潜像解像力を算出することを特徴とする静電潜像評価方法。
【請求項５】
請求項２記載の静電潜像評価方法において、
露光エネルギの異なる複数の静電潜像パターンを形成し、各露光エネルギにおけるコントラストを算出し比較することにより、コントラストを最高とする露光エネルギを求めることを特徴とする静電潜像評価方法。
【請求項６】
静電潜像パターンを形成するための帯電手段及び光像露光手段と、
上記静電潜像パターンを形成された光導電性試料の、上記静電潜像パターンを形成された面を荷電粒子ビームで２次元的に走査する荷電粒子ビーム走査手段と、
上記静電潜像パターンによる電気的影響を受けた荷電粒子を捕獲して、その強度信号を上記面上の位置に対応させて検出し、上記静電潜像パターンにおける電荷分布状態を観測する評価手段と、を備えた静電潜像評価装置であって、
上記光像に包含される何れかの断面の光量分布が、周期的な光量値の変動を有する断面光量分布とする上記光像露光手段と、
検出した強度信号から上記静電潜像パターンを含む断面プロファイルを抽出し、上記断面プロファイルの露光部、非露光部の強度信号から特徴量を抽出する上記評価手段と、
を備えることを特徴とする静電潜像評価装置。
【請求項７】
請求項６記載の静電潜像評価装置において、
上記評価手段において抽出される特徴量が、上記断面プロファイルの露光部、非露光部の強度信号の平均値から算出されるコントラストであることを特徴とする静電潜像評価装置。
【請求項８】
請求項７記載の静電潜像評価装置において、
空間周波数の異なる複数の静電潜像パターンを形成する上記光像露光手段と、
各空間周波数においてコントラストを算出することにより、潜像のレスポンス関数を算出する上記評価手段と、を備えることを特徴とする静電潜像評価装置。
【請求項９】
請求項８記載の静電潜像評価装置において、
各空間周波数において算出されたコントラストの平均値を求め、上記光導電性試料の上記空間周波数帯域における潜像解像力を算出する上記評価手段を備えることを特徴とする静電潜像評価装置。
【請求項１０】
請求項７記載の静電潜像評価装置において、
露光エネルギの異なる複数の静電潜像パターンを形成する露光エネルギ制御手段と、
各露光エネルギにおけるコントラストを算出し比較することにより、コントラストを最高とする露光エネルギを求める上記光像露光手段と、を備えること特徴とする静電潜像評価装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、静電潜像の評価方法および装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
複写機やレーザプリンタといった電子写真方式の画像形成装置では、画像の出力に際して、通常、以下の作像工程を経る。
（ａ）光導電性の感光体を均一に帯電させる帯電工程
（ｂ）感光体に光を照射して光導電性により静電潜像を形成する露光工程
（ｃ）帯電したトナー粒子を用いて、感光体上に可視画像を形成する現像工程
（ｄ）現像された可視画像を紙片等の転写材に転写する転写工程
（ｅ）転写された画像を転写材上に融着・固定する定着工程
（ｆ）可視画像転写後の感光体上の残留トナーを清掃するクリーニング工程
（ｇ）感光体上の残留電荷を除電する除電工程
【０００３】
これら工程それぞれでのプロセスファクタやプロセスクオリティは、最終的な出力画像の品質に大きく影響を与える。近年は、高画質に加え、高耐久性、高安定性、さらには省エネルギ化など環境に優しい作像プロセスの要求がより高まってきており、各工程のプロセスクオリティの向上が強く求められている。
作像工程において、帯電・露光により感光体上に形成される静電潜像は「トナー粒子の挙動に直接影響を与えるファクタ」であり、感光体上における静電潜像の品質評価が重要となる。
感光体上の静電潜像を観測し、その結果を設計にフィードバックすることにより、帯電工程や露光工程のプロセスクオリティの向上を図ることができ、その結果、画質・耐久性・安定性や省エネルギ化のさらなる向上が期待できる。
【０００４】
光導電性の感光体等の誘電体における表面電荷分布あるいは表面電位分布をミクロンオーダーで高分解能に計測する方法として、特許文献１、２記載のものが知られている。
これらの特許文献に記載された測定方法では、測定試料の表面が荷電粒子ビームにより走査され、測定試料表面で発生する２次電子が検出される。この方法の場合、直接に測定されるのは測定試料表面の電界分布であり、この電界分布に基づいて表面電位分布が演算的に求められる。
また、上記表面電位分布の計測方法を用い、光導電性の感光体等の評価を行う方法として特許文献３に記載のものが知られている。
特許文献３に記載のものにおいては、解像度検査用のマスクパターンの光像を投影することで静電潜像パターンを形成し、そのパターンに含まれるピッチの異なる複数の基本パターン対において、どのピッチの基本パターン対まで識別可能かを観測することにより、光導電性の感光体等の解像力を評価する方法が示されている。
【０００５】
【特許文献１】特開２００３−２９５６９６号公報
【特許文献２】特開２００３−３０５８８１号公報
【特許文献３】特開２００４−２３３２６１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
特許文献３に記載の評価方法においては、基本パターン対の識別の可否を、人間が画像を目視することより判断し解像力を評価するが、人間の定性的な判断のプロセスが介在していることで、判断結果にばらつきが生じる。
また、画像によっては識別の可否の判断が難しい場合が多く、判断結果が判断実施者毎に異なる、或いは判断実施者が同一であっても、判断実施者の肉体的及び精神的な状態（疲労度など）如何により判断結果が異なる、といった問題が生じる。
更に、「パターンが解像できているか否か」の２値での判断であるが故に、潜像パターンの解像レベルの情報（即ち「つぶれ度合い」や「かすれ度合い」といった中間的な情報）を判断結果に反映させることができない。
このことにより、例えば、わずかに解像力の異なる感光体に関して比較を行った際に、その差異を抽出することが困難となる。
【０００７】
上記の問題に鑑み、本発明では、目視しての判断が難しい潜像画像においても、解像力を算出することが可能な、数値的指標に基づく定量的な評価方法及び評価装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記目的を達成するため、請求項１記載の発明では、帯電と光像の露光により静電潜像パターンを形成された光導電性試料の、上記静電潜像パターンを形成された面を、荷電粒子ビームにより２次元的に走査し、上記静電潜像パターンによる電気的影響を受けた荷電粒子を捕獲して、その強度信号を上記面上の位置に対応させて検出し、上記静電潜像パターンにおける電荷分布状態を観測することで、静電潜像を評価する静電潜像評価方法であって、上記光像に包含される何れかの断面の光量分布が、周期的な光量値の変動を有する断面光量分布であること、かつ、検出した強度信号から静電潜像パターンを含む断面プロファイルを抽出し、かつ、上記断面プロファイルの露光部、非露光部の強度信号から特徴量を抽出し、光導電性試料の潜像解像力を算出することを特徴とする。
【０００９】
請求項２記載の発明では、請求項１記載の静電潜像評価方法において、上記特徴量が、上記断面プロファイルの露光部、非露光部の強度信号の平均値から算出したコントラストであることを特徴とする。
請求項３記載の発明では、請求項２記載の静電潜像評価方法において、空間周波数の異なる複数の静電潜像パターンを形成し、各空間周波数においてコントラストを算出することにより、潜像のレスポンス関数を算出することを特徴とする。
【００１０】
請求項４記載の発明では、請求項３記載の静電潜像評価方法において、各空間周波数において算出されたコントラストの平均値を求めることにより、上記光導電性試料の上記空間周波数帯域における潜像解像力を算出することを特徴とする。
請求項５記載の発明では、請求項２記載の静電潜像評価方法において、露光エネルギの異なる複数の静電潜像パターンを形成し、各露光エネルギにおけるコントラストを算出し比較することにより、コントラストを最高とする露光エネルギを求めることを特徴とする。
【００１１】
請求項６記載の発明では、静電潜像パターンを形成するための帯電手段及び光像露光手段と、上記静電潜像パターンを形成された光導電性試料の、上記静電潜像パターンを形成された面を荷電粒子ビームで２次元的に走査する荷電粒子ビーム走査手段と、上記静電潜像パターンによる電気的影響を受けた荷電粒子を捕獲して、その強度信号を上記面上の位置に対応させて検出し、上記静電潜像パターンにおける電荷分布状態を観測する評価手段と、を備えた静電潜像評価装置であって、上記光像に包含される何れかの断面の光量分布が、周期的な光量値の変動を有する断面光量分布とする上記光像露光手段と、検出した強度信号から上記静電潜像パターンを含む断面プロファイルを抽出し、上記断面プロファイルの露光部、非露光部の強度信号から特徴量を抽出する上記評価手段と、
を備えることを特徴とする。
【００１２】
請求項７記載の発明では、請求項６記載の静電潜像評価装置において、上記評価手段において抽出される特徴量が、上記断面プロファイルの露光部、非露光部の強度信号の平均値から算出されるコントラストであることを特徴とする。
請求項１記載の発明では、請求項７記載の静電潜像評価装置において、空間周波数の異なる複数の静電潜像パターンを形成する上記光像露光手段と、各空間周波数においてコントラストを算出することにより、潜像のレスポンス関数を算出する上記評価手段と、を備えることを特徴とする。
【００１３】
請求項９記載の発明では、請求項８記載の静電潜像評価装置において、各空間周波数において算出されたコントラストの平均値を求め、上記光導電性試料の上記空間周波数帯域における潜像解像力を算出する上記評価手段を備えることを特徴とする。
請求項１０記載の発明では、請求項７記載の静電潜像評価装置において、露光エネルギの異なる複数の静電潜像パターンを形成する露光エネルギ制御手段と、各露光エネルギにおけるコントラストを算出し比較することにより、コントラストを最高とする露光エネルギを求める上記光像露光手段と、を備えること特徴とする。
【発明の効果】
【００１４】
本発明によれば、潜像パターンの断面プロファイルから強度信号の特徴量の抽出を行うことにより、人間の目視評価に因らない、数値的指標に基づく定量的な静電潜像評価方法、及び評価装置を提供することができる。
静電潜像評価方法及び装置において、潜像パターンの断面プロファイルから強度信号のコントラストを算出することにより、数値的指標に基づき定量的に静電潜像解像力の評価が可能な評価方法、及び評価装置を提供することができる。
静電潜像評価方法及び装置において、潜像パターンの断面プロファイルから強度信号のコントラストを広い空間周波数帯域にて算出することにより、数値的指標に基づく定量的な静電潜像解像力を広い空間周波数帯域にわたり評価することが可能な評価方法、及び評価装置を提供することができる。
【００１５】
静電潜像評価方法及び装置において、潜像パターンの断面プロファイルから強度信号のコントラストを広い空間周波数帯域にて算出し、その上記空間周波数帯域での代表値を算出することにより、複数の光導電性試料における上記代表値を以って、各々の静電潜像解像力の優劣を明瞭に比較、評価することが可能な評価方法、及び評価装置を提供することができる。
静電潜像評価方法及び装置において、潜像パターンの断面プロファイルから強度信号のコントラストを、異なる複数の光像露光エネルギ条件において算出、比較することにより、解像力を最高とする光像露光エネルギ条件を特定することが可能な評価方法、及び評価装置を提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１６】
以下、本発明の実施形態を、図面を参照して説明する。
静電潜像評価装置の概要、及び評価方法に基づく評価過程を、図１の装置図を基に説明する。図１は静電潜像観測装置（静電潜像評価装置）の実施の１形態を示す図である。
図１において、符号１１は荷電粒子銃、１２はアパーチャ、１３は荷電粒子に対するコンデンサレンズ、１４はビームブランカ、１５は荷電粒子ビームに対する走査レンズ、１６は荷電粒子ビームに対する対物レンズを示す。
これら、荷電粒子銃１１、アパーチャ１２、コンデンサレンズ１３、ビームブランカ１４、走査レンズ１５および対物レンズ１６は、荷電粒子ビーム照射部１０ｂを構成し、荷電粒子ビーム照射部１０ｂの各構成部は荷電粒子ビーム制御部１０ａにより制御されるようになっている。
荷電粒子ビーム照射部１０ｂと荷電粒子ビーム制御部１０ａとは「荷電粒子ビーム走査手段」を構成し、且つ静電潜像パターンを形成するための帯電手段としての機能も有している。
【００１７】
図１において、符号１７ｂは光源である半導体レーザ（ＬＤ）、１７ａは光源を駆動するＬＤ制御部、１８はコリメートレンズ、１９はアパーチャ、２０はマスクパターン、２１、２２、２３は「結像レンズ」を構成するレンズを示している。これらは「光像露光手段」を構成している。
光像露光手段においては、半導体レーザ１７ｂの発光の点滅や発光強度の調整・設定を司るほか、結像レンズ２１、２２、２３とマスクパターン２０との位置関係の調整によるフォーカシングや倍率変換を行い得るようになっている。
【００１８】
図１において、符号２４は荷電粒子検出器、２５ａは信号処理部、２５ｂは解像力演算部、２６はモニタ（表示部）、２７はプリンタ等のアウトプット装置（出力部）を示している。荷電粒子検出器２４、信号処理部２５ａ、解像力演算部２５ｂ、モニタ２６、アウトプット装置２７は「評価手段」を構成する。
図１において、符号２８は試料載置台、００は光導電性試料、２９は除電用の発光素子を示す。試料載置台２８は接地された金属板である。
上記各部は、図示の如くケーシング３０内に配設され、ケーシング内部は、真空制御部３１により高度に減圧できるようになっている。即ち、ケーシング３０は「真空チャンバ」としての機能を有している。
また、装置の全体はホストＰＣ３２により制御されるようになっている。上述の、荷電粒子ビーム制御部１０ａや信号処理部２５ａ等は、ホストＰＣ３２に「その機能の一部」として設定することもできる。
【００１９】
図１に示す状態において、表面を均一に帯電された光導電性試料００は試料載置台２８上に載置され、ケーシング３０内部は高度に減圧されている。
この状態で、半導体レーザ１７ｂを点灯し、マスクパターン２０の光像を光導電性試料００の均一帯電された面上に結像させる。
この露光により光導電性試料００に、照射された光像に応じた静電潜像パターンが形成される。このように静電潜像パターンが形成された面を、荷電粒子ビームにより２次元的に走査する。即ち、荷電粒子銃１１から荷電粒子のビームを放射させると、放射された荷電粒子ビームはアパーチャ１２を通過してビーム径を規制されたのち、コンデンサレンズ１３により集束されつつビームブランカ１４を通過する。
【００２０】
コンデンサレンズ１３により集束された荷電粒子ビームは、対物レンズ１６により光導電性試料００の表面上に集束される。このとき、走査レンズ１５により荷電粒子ビームの向きを偏向させることにより、荷電粒子ビームが集束する位置を、光導電性試料００面上で２次元的（例えば、図面の左右方向と図面に直交する方向）に変位させることができる。
このようにして、光導電性試料００の静電潜像パターンを形成された面が、荷電粒子ビームにより２次元的に走査される。走査される領域は、走査レンズの倍率設定により、走査される領域のサイズを変えることが可能であり、例えば、５ｍｍ×５ｍｍ程度の低倍率や、１μｍ×１μｍ程度の高倍率等、様々な倍率で観察することができる。
このとき、荷電粒子検出器２４には、所定極性の捕獲電圧が印加されている。そしてこの捕獲電圧の作用により、「静電潜像パターンによる電気的影響を受けた荷電粒子」が荷電粒子検出器２４に捕獲され、その強度（単位時間当たりの捕獲粒子数）が検出され、電気信号に変換される。
【００２１】
光導電性試料００の「荷電粒子ビームにより２次元的に走査される領域：Ｓ」を、２次元座標を用いてＳ（Ｘ、Ｙ）で表すと、例えば、０ｍｍ≦Ｘ≦１ｍｍ、０ｍｍ≦Ｙ≦１ｍｍである。この領域：Ｓ（Ｘ、Ｙ）に形成されている静電潜像パターンを、その表面電位分布：Ｖ（Ｘ、Ｙ）とする。
荷電粒子ビームによる上記領域の２次元的な走査は所定の条件で行われるので、２次元的な走査の開始から終了に至る時間をＴ０≦Ｔ≦ＴＦとすると、走査が行われているときの時間：Ｔは、走査領域：Ｓ（Ｘ、Ｙ）内の各走査位置と１：１に対応する。
荷電粒子検出器２４に捕獲される荷電粒子は静電潜像パターンの表面電位分布：Ｖ（Ｘ、Ｙ）の電気的影響を受けているので、時間：Ｔにおいて捕獲される荷電粒子の強度：Ｆ（Ｔ）は、時間：Ｔをパラメータとした表面電位分布：Ｖ｛Ｘ（Ｔ）、Ｙ（Ｔ）｝と対応関係にある。
【００２２】
この対応関係は、基準の電位：ＶＮにより影響される荷電粒子の強度を観測することにより知ることができ、このように知られた対応関係にもとづき、荷電粒子の強度：Ｆを較正することにより、強度：Ｆに対応する電位：Ｖを知ることができる。
従って、荷電粒子検出器２４から得られる検出信号を適当な間隔でサンプリングすることにより、表面電位分布：Ｖ（Ｘ、Ｙ）を「サンプリングに対応した微小領域」ごとに特定できる。
上記の荷電粒子ビームは、先にも述べたように、電子ビームやイオンビーム等、電界や磁界の影響を受ける粒子のビームであり、電子ビームを用いる場合であれば荷電粒子銃１１としては「電子銃」が用いられ、イオンビームを用いる場合であれば「イオン銃」等が用いられる。
以下、荷電粒子ビームとして電子ビームを用いる場合につき、具体的に説明する。このとき、荷電粒子銃１１は「電子銃」であり、光導電性試料００の「静電潜像パターンの形成された面」は、電子ビームにより２次元的に走査される。
【００２３】
光導電性試料００に静電潜像パターンを形成するには、光像による露光に先立ち、その表面を均一に帯電する必要がある。光導電性試料００の均一帯電については、帯電を観測装置外で行い、均一帯電された光導電性試料００を試料載置台２８上に載置するようにしても良いが、前述したように、ケーシング３０の内部は高度に減圧する必要があり、光導電性試料００をセットしてからケーシング３０内を減圧すると、電子ビームによる走査が可能になるまでに暗減衰により帯電電位が減衰し、場合によっては静電潜像パターンを観測できなくなる場合もある。
この観点からすると、光導電性試料００の均一帯電はケーシング３０内で「高度の減圧を実現した後」に行うことが好ましい。
図１の実施の形態においては、荷電粒子ビーム走査手段を用いて、電子ビームによる帯電を行う。
【００２４】
電子ビームを光導電性試料００に照射すると、照射される電子による衝撃で、光導電性試料００から「２次電子」が発生する。電子ビームとして光導電性試料００に照射される電子量と発生する２次電子の量との収支において、２次電子の放出量：Ｒ２に対する照射電子量：Ｒ１の比：Ｒ１／Ｒ２が１以上であれば、差し引きで照射される電子の量が２次電子量を上回り、両者の差が光導電性試料００に蓄積して光導電性試料００を帯電させる。
従って、電子銃１１から放射される電子の量とその加速電圧を調整し、「比：Ｒ１／Ｒ２が１より大きくなる条件」を設定して電子ビームを２次元的に走査することにより、光導電性試料００を均一帯電させることができる。
このような放出電子量と加速電圧の調整は、荷電粒子ビーム制御部１０ａにより行われる。また、電子ビームの走査に伴う電子ビームのオン・オフは荷電粒子ビーム制御部１０ａによりビームブランカ１４を制御して行う。
【００２５】
図２は、光導電性試料００の表面を上記の如く電子ビームにより帯電させた状態を模式的に示している。光導電性試料００として図２に示すのは、いわゆる「機能分離型感光体」と呼ばれるものであり、導電層４１上に電荷発生層４２を設け、その上に電荷輸送層４３を形成したものである。
電子銃１１により照射される電子は、電荷輸送層４３の表面に撃ち込まれ、電荷輸送層４３の表面にある電荷輸送層材料分子の電子軌道に捕獲され、上記分子をマイナスイオン化した状態で電荷輸送層４３の表面部に留まる。この状態が光導電性試料００を帯電させた状態である。
このように帯電した状態の光導電性試料００に光ＬＴが照射されると、照射された光ＬＴは電荷輸送層４３を透過して電荷発生層４２に至り、そのエネルギにより電荷発生層４２内に正・負の電荷キャリヤを発生させる。
【００２６】
発生した正・負の電荷キャリヤのうち、負キャリヤは、電荷輸送層４３の表面の負電荷による反発力の作用で導電層４１へ移動し、正キャリヤは電荷輸送層４３を輸送されて同層４３の表面部の負電荷（捕獲された電子）と相殺しあう。
このようにして、光導電性試料００において光ＬＴで照射された部分では帯電電荷が減衰し、光ＬＴの強度分布に従う電荷分布が形成される。この電荷分布のパターンが静電潜像パターンに他ならない。
上記の如く均一に帯電された光導電性試料００に対して光像の露光を施して静電潜像パターンを形成する。この露光は、前述の「光像露光手段」により行う。即ち、半導体レーザ１７ｂを点灯し、マスクパターン２０の像を結像レンズ２１、２２、２３の作用により光導電性試料００の表面に結像させる。
良好な結像特性を得るため、光像露光手段に含まれるマスクパターン２０及び結像レンズ２１、２２、２３は、公知の結像光学技術に基づき、適切な位置に配置される。更に、図１のように光像露光手段の光軸３３が光導電性試料００に対し垂直でない場合、マスクパターン２０は光軸３３に対し適宜傾きをもって配置される。
【００２７】
半導体レーザ１７ｂとしては勿論、光導電性試料００が感度を持つ波長領域内に発光波長を持つものが用いられる。また、露光エネルギは、光導電性試料００の面での光強度の時間積分となるので、半導体レーザ１７ｂの点灯時間をＬＤ制御部１７ａにおいて制御することにより、光導電性試料００に所望の露光エネルギによる露光を行うことができる。
ＬＤ制御部１７ａ及び半導体レーザ１７ｂにて「露光エネルギ制御手段」が構成される。
マスクパターン２０におけるマスクパターンは、「解像力検査用のマスクパターン」である。説明中の実施の形態においては、光導電性試料にネガ潜像を形成できるように、マスクパターンもネガパターンであり、静電潜像の形成に際して光照射される部分に対応する部分が光透過性で、他の部分が遮光性である。
【００２８】
図３にマスクパターンの一例を示す。このマスクパターンは、遮光性部分（ハッチング部分）に解像力検査用のパターンを透過部として形成したものである。解像力検査用のパターンは、図示の如く「長方形形状が所定ピッチで周期的に３本並列した基本パターン」を、上記長方形の大きさ・ピッチを段階的に異ならせた複数組の基本パターン対Ｐ１〜Ｐ６として図の如く配置したものである。
各基本パターン対の空間周波数は１０〜１００ＬｉｎｅＰａｉｒ／ｍｍの範囲で分布している。一例として上記の空間周波数帯域を挙げたが、当然ながら、後述する光像露光手段での投影解像力の許す限り、上記の空間周波数帯域に限らず、更に高い、或いは低い、任意の空間周波数帯域の基本パターン対が使用可能である。
ここでは、３本の並列パターンを基本パターンとするマスクパターンを用いているが、基本パターンは周期的な透過率変化を伴うパターン、つまり２本以上の並列パターンを含むものであればよい。また、マスクパターンの透過部に関して、透過率が２値的に変化するものに限らず、グレー部を含む、例えば正弦波状に変化するものでも構わない。
【００２９】
光導電性試料００に上記の如くして静電潜像パターンを形成した状態において、光導電性試料００の走査領域を、電子ビームにより２次元的に走査する。この走査により発生する２次電子を、荷電粒子検出器２４により検出する。
検出の対象が２次電子で負電荷であるので、荷電粒子検出器２４は２次電子捕獲用に正電圧（捕獲電圧）を印加し、電子ビームの走査に伴って発生する２次電子を正電圧により吸引して捕獲する。捕獲された電子はシンチレータによりシンチレーション輝度に変換し、これをさらに電気信号に変換する。
光導電性試料００の表面と荷電粒子検出器２４の間の空間部分には、光導電性試料００表面の電荷（静電潜像を形成する負電荷）と荷電粒子検出器２４に印加されている正極性の捕獲電圧とにより「電位勾配」が形成されている。
上記電位勾配により、前述の特許文献３における公知の原理に基づき、上記静電潜像パターンの分布に応じた強度信号が得られる。ここでいう強度とは、２次電子の検出強度（２次電子数）のことであり、静電潜像パターンが形成されている箇所では強度が低く、形成されていない箇所では強度が高い信号となる。
【００３０】
荷電粒子検出器２４で得られる上記強度信号を信号処理部２５ａで、適当なサンプリング時間でサンプリングすれば、前述の如く、サンプリング時刻：Ｔをパラメータとして、表面電位分布：Ｖ（Ｘ、Ｙ）を「サンプリングに対応した微小領域」ごとに特定でき、信号処理部２５ａにより上記表面電荷分布（電位コントラスト像）：Ｖ（Ｘ、Ｙ）を、図４に示すような２次元的な強度画像データとして構成できる。
上記の如くして得られる強度画像データは、図３に示した基本パターン対Ｐ１〜Ｐ６を含むマスクパターン２０により形成された静電潜像パターン対Ｌ１〜Ｌ６を含むものとなる。図４において、各静電潜像パターン対Ｌ１〜Ｌ６は、中央部が濃くなっている。
【００３１】
以下、解像力の算出過程を示す。ここで言う解像力とは、静電潜像の空間的分解能を表す指標（後に述べる、コントラスト、及びレスポンス関数）の総称と定義する。
解像力演算部２５ｂでは、図４の強度画像データから得られる静電潜像パターンを含む断面プロファイルから、コントラストの算出を行う。図５ａに、図４に記した直線ＣＳ１、即ち静電潜像パターン対Ｌ１の断面プロファイルを示す。図５ａより露光部の強度Ｉｍｉｎ、非露光部の強度Ｉｍａｘを抽出し、図５ｂに示した式によりコントラストＣを算出する。
図５ｂにおいては複数の露光部、非露光部の強度がそれぞれ一定である例を示したが、図５ｃのように一定でない場合には、各々の強度Ｉｍａｘ（ｎ）、Ｉｍｉｎ（ｎ）  （但しｎ＝１、２、３、・・・）を抽出した上で図５ｄに示した式により平均化して用いることができる。
このコントラストＣにより静電潜像パターン対の解像レベルを知ることができる。
【００３２】
先に例として示した、図４の直線ＣＳ１の断面プロファイルを示す図５ａにおいては、露光部、非露光部の差が大きいためコントラストは高い値となるが、図５ｅに示した、図４中の直線ＣＳ２（潜像パターン対Ｌ６上）の断面プロファイルでは、静電潜像パターン対が太く、広がっている（パターンがつぶれている）状態であり、非露光部の強度が抽出できない、即ちＩｍａｘ＝Ｉｍｉｎとなり、コントラストＣは０として出力される。
また、上記静電潜像パターン対のコントラストは、半導体レーザ１７ｂの露光エネルギによっても変化することにも留意する必要がある。
図６に露光エネルギの高低とその際の静電潜像パターン対における断面プロファイル変化の概略を示す。露光エネルギが高い場合には破線のようにパターンの幅が広がり、また低い場合には点線のようにパターンの幅が細り、Ｉｍｉｎの強度が高くなる（潜像が浅くなり、パターンがかすれている状態となる）。
【００３３】
この変化に対応して、露光エネルギの変化に伴う静電潜像パターン対のコントラストＣは、概ね図７に示すようなピークをもった曲線として変化する。
このことを利用し、露光エネルギをある幅を持って変化させた際のコントラストＣを算出することで、図７におけるＣのピーク値Ｃｍａｘをとる露光エネルギＥ１を見出すことが可能となる。
露光エネルギは、先に述べたように、ＬＤ制御部１７ａにより点灯時間を変更することにより容易に制御できる。
例えば複数の光導電性試料のコントラストを比較する際には、図７のような露光エネルギ依存性があることを考慮し、予め最適露光エネルギ（図７における露光エネルギＥ１）で露光した際のコントラストＣｍａｘの値を以って比較を行う方法をとってもよい。この方法により、各光導電性試料の露光エネルギ依存性がキャンセルされた比較結果を出力することもできる。
【００３４】
以上のことにより、コントラストＣは、静電潜像パターン対における「パターンのつぶれ度合い」及び「パターンのかすれ度合い」を含んだ指標となっており、この値により静電潜像パターン対の解像レベルを知ることができることがわかる。
また、図４における静電潜像パターン対Ｌ１〜Ｌ６においてコントラストＣを算出し、それをＬ１〜Ｌ６に対応したマスクパターン２０の基本パターン対Ｐ１〜Ｐ６の空間周波数毎にプロットすることにより、図８に示すようなレスポンス関数（解像力の空間周波数特性）を得ることができる。
この値により、広い空間周波数帯域における解像レベルがわかり、例えば複数の光導電性試料の解像力特性を比較する際に有効な評価指標として用いることができる。
この際、予め最適露光エネルギ（図７における露光エネルギＥ１）で露光した際のコントラストＣｍａｘの値を用いてレスポンス関数をプロットすることで、各光導電性試料の露光エネルギ依存性がキャンセルされた比較結果を出力することもできる。
【００３５】
更に、上記レスポンス関数を構成している各プロットのコントラストＣの平均をとることにより、基本パターン対Ｐ１〜Ｐ６の空間周波数帯における解像レベルの代表値を把握でき、この値を用いることで、複数の光導電性試料の解像力特性を比較する際に、より明瞭に優劣を決定づけることができる。
以上で述べた評価結果は表示部２６に表示し、或いは出力部２７で出力することにより、数値的指標に基づく定量的な評価結果を目視、或いはデータとして取得することができる。
なお、ケーシング３０内にセットされた光導電性試料００が当初、何らかの原因によりその表面が不均一に帯電しているような場合には、このような帯電状態が観測のノイズとなるので、観測における帯電工程に先立ち、除電用の発光素子２９（半導体レーザあるいは発光ダイオード）からの光により光照射を行って、光導電性試料００の光除電を行うのが良い。
また、発光素子２９による光除電は、同一の光導電性試料００に対し、静電潜像パターンの形成条件を変えて複数回の観測を行うような場合、各観測に先立って行われる。光除電用の発光素子２９は、場合によっては省略してもよい。
【００３６】
以上で述べた、数値的指標に基づく定量的な評価方法及び評価装置により、潜像パターンの解像レベルの情報（即ち「つぶれ度合い」や「かすれ度合い」といった中間的な情報）を反映した評価結果を得ることができ、このことにより、例えば、解像力の異なる光導電性試料に関して比較を行った際に、その僅かな差異を抽出することが容易となる。
【図面の簡単な説明】
【００３７】
【図１】本発明の一実施形態に係る静電潜像評価装置の概要構成図である。
【図２】電子ビームにより帯電させた状態の光導電性試料の表面の模式図である。
【図３】マスクパターンの一例を示す図である。
【図４】光導電性試料の表面にマスクパターンにより静電潜像パターンを形成したときの強度画像データを示す図である。
【図５】図４の直線ＣＳ１における静電潜像パターン対Ｌ１の断面プロファイルを示す図である。
【図６】露光エネルギの高低と静電潜像パターン対における断面プロファイル変化を示す図である。
【図７】露光エネルギの変化に伴う静電潜像パターン対のコントラストの変化を示す図である。
【図８】基本パターン対の空間周波数とコントラストとの関係を示す図である。
【符号の説明】
【００３８】
００  光導電性試料
１０ａ、１０ｂ  荷電粒子ビーム走査手段
１７ａ、１７ｂ、１８、１９、２０、２１、２２、２３  光像露光手段
１７ａ、１７ｂ  露光エネルギ制御手段
２４、２５ａ、２５ｂ、２６、２８  評価手段
【図１】
2008225355.tif 000003
【図２】
2008225355.tif 000004
【図３】
2008225355.tif 000005
【図４】
2008225355.tif 000006
【図５】
2008225355.tif 000007
【図６】
2008225355.tif 000008
【図７】
2008225355.tif 000009
【図８】
2008225355.tif 000010