(57)【要約】【課題】荷電粒ビームを照射して、装置内で静電潜像を形成する装置において、潜像形成後の短い時間内に測定を行うことができる静電潜像形成装置、静電潜像測定装置を提供する。【解決手段】真空チャンバ内に試料を載置して、この試料を任意の方向に移動可能とする試料ステージと試料の位置決めと着脱を可能とする試料載置装置において、試料を載せる試料載置台７０と試料載置台７０を一方向に押圧する押圧部と試料載置台ガイド部７７を設けた試料載置台受け部材８６と、試料の基準面を受ける突き当て基準部材８０を設け、一方向押圧と直交する方向に前記試料載置台受け部材８６が着脱可能とする。【選択図】図６
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
真空チャンバ内に試料を載置して、この試料を任意の方向に移動可能とする試料ステージと試料の位置決めと着脱を可能とする試料載置装置において、試料を載せる試料載置台と試料載置台を一方向に押圧する押圧部と前記試料載置台ガイド部を設けた試料載置台受け部材と、試料の基準面を受ける突き当て基準部材を設け、前記一方向押圧と直交する方向に前記試料載置台受け部材が着脱可能とすることを特徴とする試料載置装置。
【請求項２】
請求項１記載の試料載置装置において、試料載置台は少なくとも１面に一方向のみの曲率を持ち、試料の外形よりも小さいことを特徴とする試料載置装置。
【請求項３】
請求項１記載の試料載置装置において、試料の突き当て基準部材は樹脂製の部材と金属部材で構成し、金属部材の略中央部に穴を設け、金属部材の長さは試料の長さよりも小さいことを特徴とする試料載置装置。
【請求項４】
請求項３記載の試料載置装置において、前記金属部材の穴以外を試料の突き当て面とすることを特徴とする試料載置装置。
【請求項５】
請求項４記載の試料載置装置において、試料の端部側面を前記樹脂製の基準部材に突き当てることを特徴とする試料載置装置。
【請求項６】
請求項１〜５いずれかに記載の試料載置装置において、試料載置台を押圧する部材は弾性部材であり、試料載置台と試料載置台受け部材の間に設らけれ、互いの導通を得ることを特徴とする試料載置装置。
【請求項７】
請求項１〜６のいずれかに記載の試料載置装置において、前記弾性部材は圧縮ばねであることを特徴とする試料載置装置。
【請求項８】
請求項１〜７のいずれかに記載の試料載置装置において、
試料は曲率を持ち、条件、試料の曲率半径≦試料載置台の曲率半径を満足することを特徴とする試料載置装置。
【請求項９】
請求項１〜８のいずれかに記載の試料載置装置において、前記試料は試料載置台の軸と平行な稜線を持ち、かつ試料の母線と試料載置台の母線が一致することを特徴とする試料載置装置。
【請求項１０】
請求項１〜９記載の試料載置装置において、試料載置台の２面には押圧方向に抗して押し下げる調整手段が設けられることを特徴とする試料載置装置。
【請求項１１】
請求項１〜１０のいずれかに記載の試料載置装置において、前記試料載置台の少なくとも試料の挿入側の調整手段は調整手段の長手方向に対して斜面が設けられていることを特徴とする試料載置装置。
【請求項１２】
請求項１〜１１のいずれかに記載の試料載置装置において、前記調整手段は前記試料のガイド部となることを特徴とする試料載置装置。
【請求項１３】
請求項７記載の試料載置装置において、前記調整手段はピンであることを特徴とする試料載置装置。
【請求項１４】
請求項１〜１３のいずれかに記載の試料載置装置において、前記試料載置台の少なくとも試料の挿入側の調整手段はテーパ状であることを特徴とする試料載置装置。
【請求項１５】
請求項１〜１４のいずれかに記載の試料載置装置において、試料載置台受け部材の装着に連動して前記金属製基準部材と接触する、接触手段を設けたことを特徴とする試料載置装置。
【請求項１６】
請求項１〜１５のいずれかに記載の試料載置装置において、前記接触手段は接触端子であることを特徴とする試料載置装置。
【請求項１７】
請求項１〜１６のいずれかに記載の試料載置装置であって、荷電粒子ビームを走査する手段を設け、試料面を荷電粒子ビームで走査し、試料上に電荷分布を生成させ、静電潜像を形成することを特徴とする静電潜像形成装置。
【請求項１８】
請求項１〜１７のいずれかに記載の試料載置装置であって、荷電粒子ビームを走査する手段で試料面を走査し、この走査で得られる検出信号により試料面を測定する方法であって、試料に対して帯電させ、これを露光光学系で露光させ電荷分布を生成させることを特徴とする静電潜像測定装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、試料載置装置、真空チャンバ装置、静電潜像形成装置、静電潜像測定装置に関するもので、試料の表面電位分布、表面電荷分布の測定などに適用可能なものである。
【背景技術】
【０００２】
複写機やレーザープリンタといった電子写真方式画像形成装置において出力画像を得るためには、通常、以下のプロセスを経ている。なお、各プロセスを実行して出力画像を得る電子写真装置の例を図１４に示す。以下、図１４を参照しながら説明する。
【０００３】
１．帯電：電子写真感光体を均一に帯電させる。
２．露光：上記感光体に光を照射し、画像に対応して部分的に電荷を逃がし、静電潜像を形成する。
３．現像：帯電した微粒子（以下「トナー」という）で、上記静電潜像上に可視画像を形成する。
４．転写：現像され可視化されたトナー画像を紙または他の転写材に移動させる。
５．定着：転写画像を形成しているトナーを融着して、転写材上に画像を固定する。
６．クリーニング：感光体上の残留トナーを清掃する。
７．除電：感光体上の残留電荷を除去する。
【０００４】
上記の工程それぞれでのプロセスファクターやプロセスクオリティは、最終的な出力画像品質に大きく影響を与える。このため、より高い画質の画像を得るためには、各工程のプロセスクオリティを向上させる必要があり、中でも露光後の静電潜像の品質を評価する事は、質の高い画像を得る上で極めて重要である。
【０００５】
特に、露光工程で用いる書き込み光学系の設計は、感光体面上におけるビームスポット径として最適化設計されている。しかし、本来、トナー粒子の挙動に直接影響を与える感光体上の静電潜像として最適なものが形成されるように設計されるべきであるにもかかわらず、そのような設計が行われているわけではない。また、露光エネルギーが静電潜像へ変換されるときの明確なメカニズムも確立されていない。従って、静電潜像から得られる情報を光学系設計に取り込むことができれば、さらに高画質が得られ、画像形成装置の低コスト設計をすることが期待できる。
【０００６】
しかしながら、静電潜像は、測定することが極めて困難であり、実際の使用上全く測定できていないのが現状である。
【０００７】
良く知られている静電潜像の測定方法は、カンチレバーなどのセンサヘッドを、電位分布を有する試料に近づけ、そのとき静電潜像とカンチレバーなどとの間に相互作用として起こる、静電引力や誘導電流を計測し、これを電位分布に換算する方式である。静電引力タイプはＳＰＭ（ｓｃａｎｎｉｎｇ  ｐｒｏｂｅ  ｍｉｃｒｏｓｃｏｐｅ）として市販されており、また誘導電流タイプは、特許文献１、特許文献２などに記載されている。
【特許文献１】特許第３００９１７９号公報
【特許文献２】特開平１１−１８４１８８号公報
【特許文献３】特開平０３−４９１４３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
しかしながら、これらの方式を用いるためには、センサヘッドを試料に近接させる必要がある。例えば、１０μｍの空間分解能を得るためには、センサと試料との距離は１０μｍ以下にする必要がある。このような条件では、
１      絶対距離計測が必要となる。
２      測定に時間がかかり、その間に潜像の状態が変化する。
３      放電、吸着が起こる。
４      センサ自身が電場を乱す。
といった大きな問題点を有しており、他の用途には使うことができても、実使用上静電潜像を測定することはできない。
【０００９】
このため現実的な測定方法として、静電潜像の可視化には、着色微粉末であるトナーに電荷を与え、この電荷を持ったトナーと静電潜像との間に働くクーロン力によって現像を行い、さらにこのトナー像を紙やテープに転写させる方法が一般にとられている。しかしながら、これでは、現像と転写のプロセスを経ているので、静電潜像そのものを計測したことにはならない。
【００１０】
一方、電子ビームを用いた電位パターンの測定方法が知られている。これは、ＬＳＩの故障解析のために、既に実用化されている。この測定方法は試料が導体の場合であり、本発明が対象としている感光体のような誘電体とは全く異質のものが測定対象であり、感光体のような誘電体の測定には適応できない。測定対象が導体であれば、これに定電流を流すことにより電位分布を長時間保持することができ、また、電位量は高々０〜５Ｖの狭い範囲であり、チャージアップの現象も起きない。電子ビームの照射によって、電位状態が変わることもない。
【００１１】
電子ビームによる静電潜像の観察方法としては、特許文献３記載のものなどがあるが、試料としては、ＬＳＩチップや静電潜像を記憶・保持できる試料に限定されている。すなわち、暗減衰を生じる通常の感光体は、測定することができない。
【００１２】
通常の誘電体は電荷を半永久的に保持することができるので、電荷分布を形成後、時間をかけて測定を行っても、測定結果に影響を与えることはない。しかしながら、感光体の場合は、抵抗値が無限大ではないので、電荷を長時間保持できず、暗減衰が生じ、時間とともに表面電位が低下してしまう。感光体が電荷を保持できる時間は、暗室であってもせいぜい数十秒である。従って、帯電・露光後に電子顕微鏡（ＳＥＭ）内で観察しようとしても、その準備段階で静電潜像は消失してしまう。
【００１３】
ところで、電子写真プロセスで用いられる感光体試料は、一般的に円筒形状をしており、円筒形状の感光体に生じる静電潜像分布を非破壊で、高分解能に測定することが望まれる。また、電荷分布形成手段が同じであっても、感光体の経時的な劣化により、静電潜像は変化する。このため、経時的な静電潜像の変動を評価することが望まれている。
【００１４】
本発明は以上のような従来技術の問題点を解消するためになされたもので、荷電粒ビームを照射して、測定を行う装置内で静電潜像を形成する手段を持ち、潜像形成後の短い時間内に測定を行うことができる静電潜像形成装置、静電潜像測定装置を提供することを目的とする。
【００１５】
また、真空試料台ユニットの真空チャンバに対する着脱を容易化するとともに、被検物である感光体の設置条件設定、露光光学系の設定等にかかわるチャンバ外での作業性向上を図ることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１６】
上記課題を解決するために、請求項１の発明は、試料を載せる試料載置台と試料載置台を一方向に押圧する押圧部と前記試料載置台ガイド部を設けた試料載置台受け部材と、試料の基準面を受ける突き当て基準部材を設け、前記一方向押圧と直交する方向に前記試料載置台受け部材が着脱可能とすることを特徴とする。
【００１７】
請求項２の発明は、請求項１記載の試料載置装置において、試料載置台は少なくとも1面に一方向のみの曲率を持ち、試料の外形よりも小さいことを特徴とする。
【００１８】
請求項３の発明は、請求項１記載の試料載置装置において、試料の突き当て基準部材は樹脂製の部材と金属部材で構成し、金属部材の略中央部に穴を設け、金属部材の長さは試料の長さよりも小さいことを特徴とする。
【００１９】
請求項４の発明は、請求項３記載の試料載置装置において、前記金属部材の穴以外を試料の突き当て面とすることを特徴とする。
【００２０】
請求項５の発明は、請求項４記載の試料載置装置において、試料の端部側面を前記樹脂製の基準部材に突き当てることを特徴とする。
【００２１】
請求項６の発明は、請求項１〜５いずれかに記載の試料載置装置において、試料載置台を押圧する部材は弾性部材であり、試料載置台と試料載置台受け部材の間に設らけれ、互いの導通を得ることを特徴とする。
【００２２】
請求項７の発明は、請求項１〜６のいずれかに記載の試料載置装置において、前記弾性部材は圧縮ばねであることを特徴とする。
【００２３】
請求項８の発明は、請求項１〜７のいずれかに記載の試料載置装置において、試料は曲率を持ち、条件、試料の曲率半径≦試料載置台の曲率半径を満足することを特徴とする。
【００２４】
請求項９の発明は、請求項１〜８のいずれかに記載の試料載置装置において、前記試料は試料載置台の軸と平行な稜線を持ち、かつ試料の母線と試料載置台の母線が一致することを特徴とする。
【００２５】
請求項１０の発明は、請求項１〜９記載の試料載置装置において、試料載置台の２面には押圧方向に抗して押し下げる調整手段が設けられることを特徴とする。
【００２６】
請求項１１の発明は、請求項１〜１０のいずれかに記載の試料載置装置において、前記試料載置台の少なくとも試料の挿入側の調整手段は調整手段の長手方向に対して斜面が設けられていることを特徴とする。
【００２７】
請求項１２の発明は、請求項１〜１１のいずれかに記載の試料載置装置において、前記調整手段は前記試料のガイド部となることを特徴とする。
【００２８】
請求項１３の発明は、請求項７記載の試料載置装置において、前記調整手段はピンであることを特徴とする。
【００２９】
請求項１４の発明は、請求項１〜１３のいずれかに記載の試料載置装置において、前記試料載置台の少なくとも試料の挿入側の調整手段はテーパ状であることを特徴とする。
【００３０】
請求項１５の発明は、請求項１〜１４のいずれかに記載の試料載置装置において、試料載置台受け部材の装着に連動して前記金属製基準部材と接触する、接触手段を設けたことを特徴とする。
【００３１】
請求項１６の発明は、請求項１〜１５のいずれかに記載の試料載置装置において、前記接触手段は接触端子であることを特徴とする。
【００３２】
請求項１７の発明は、請求項１〜１６のいずれかに記載の試料載置装置であって、荷電粒子ビームを走査する手段を設け、試料面を荷電粒子ビームで走査し、試料上に電荷分布を生成させ、静電潜像を形成することを特徴とする。
【００３３】
請求項１８の発明は、請求項１〜１７のいずれかに記載の試料載置装置であって、荷電粒子ビームを走査する手段で試料面を走査し、この走査で得られる検出信号により試料面を測定する方法であって、試料に対して帯電させ、これを露光光学系で露光させ電荷分布を生成させることを特徴とする。
【発明の効果】
【００３４】
請求項１の発明により、真空チャンバ内に試料を高精度に位置決め可能で、試料交換も容易に行うことができるので再現性の高い測定が可能となる。
【００３５】
請求項２の発明により、感光体ドラムを切断した試料に対して載置台を小さくして一方向のみに曲率をもつ形状とすることで感光体母線を所定の位置に合わせることができる。
【００３６】
請求項３、４、５の発明により、感光体ドラムを切断した試料の端部を樹脂製の基準枠に突き当て、金属製の基準板に感光体表面を突き当てることにより高精度の位置決めとリークを防止した試料載置台ユニットとなる。
【００３７】
請求項６、７、８の発明により、試料載置台を圧縮ばねのような弾性部材で基準板に対し押圧することで試料と基準板との接触圧力を確保し試料の基材に対する、電気的な導通を得ることができ、さらにコンパクトな装置にすることができる。
【００３８】
請求項９、１０、１１、１２、１３、１４の発明により、試料載置台の曲率半径を試料の曲率半径以上とすることで、１つの試料載置台で複数の試料を測定することができ、母線合わせ、位置決めの高精度化と試料セット、測定作業の効率化を図ることができる。
【００３９】
請求項１５、１６の発明により、感光体表面（感光層）と感光体基材部に対して互いにリークすることなく独立してバイアス電位を与えることができる。
【００４０】
請求項１７の発明により、荷電粒子ビームを走査する真空装置内で、試料上に電荷分布を形成させることにより、静電潜像を形成することが可能となる。
【００４１】
請求項１８の発明により、荷電粒子ビームを走査する真空装置内で、試料上に電荷分布を形成させる手段を有することにより、従来は極めて困難であった、試料の表面電荷分布を測定することが可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００４２】
以下、図面を参照しながら本発明にかかる実施形態について説明する。まず、静電潜像測定方法の実施形態について説明する。
【００４３】
図１２は、本発明にかかる静電潜像測定方法の１実施形態を示す。この静電潜像測定方法は、荷電粒子ビームを照射する荷電粒子照射部１０と、露光部２０と、試料設置部１６と、２次電子の検出部１８とを有してなる。これらはすべて同一のチャンバ内に配置され、チャンバ内は真空になっている。
【００４４】
ここでいう、荷電粒子とは、電子ビームあるいはイオンビームなど、電界や磁界の影響を受ける粒子を指す。
【００４５】
以下、荷電粒子照射部は、電子ビーム照射部からなる実施形態として説明する。
【００４６】
電子ビーム照射部１０は電子ビームを発生させるための電子銃１１と、電子銃１１から発射された電子ビームを集束させるためのコンデンサレンズ１２と、電子ビームをＯＮ／ＯＦＦさせるためのビームブランカ１３と、ビームブランカ１３を通過した電子ビームを走査させるための走査レンズ１４と、走査レンズ１４を通過した電子ビームを再び集光させるための対物レンズ１５とを有してなる。上記走査レンズ１４はいわゆる偏向コイルである。他のそれぞれのレンズ等には、図示しない駆動用電源が接続されている。なお、イオンビームの場合には、電子銃の代わりに液体金属イオン銃などを用いる。２次電子検出部１８には、シンチレータや光電子増倍管などを用いている。露光部２０は、後述のように構成される感光体に関して感度を持つ波長の光源２１、コリメートレンズ２２、アパーチャ２３、結像レンズ２５などを有してなり、試料設置部１６に載置された試料３０上に、所望のビーム径、ビームプロファイルを生成することが可能となっている。上記光源２１としては、ＬＤ（レ―ザ・ダイオード）などを用いることができる。また、ＬＤ制御手段などにより光源２１を制御し、適切な露光時間、露光エネルギーを照射できるようになっている。試料３０上に静電潜像からなるラインのパターンを形成するために、露光部２０の光学系にガルバノミラーやポリゴンミラーを用いたスキャニング機構を付けても良い。
【００４７】
試料３０の実態をなす感光体の構成は、主に図15に示すように、導電性支持体の上に電荷発生層（ＣＧＬ）、電荷輸送層（ＣＴＬ）が形成されてなる。表面に電荷が帯電している状態で露光されると、電荷発生層ＣＧＬの電荷発生材料（ＣＧＭ）によって、光が吸収され、正負両極性のチャージキャリアが発生する。このキャリアは、電界によって、一方は、電荷輸送層ＣＴＬに、他方は導電性支持体に注入される。電荷輸送層ＣＴＬに注入されたキャリアは、電荷輸送層ＣＴＬ中を、電界によって電荷輸送層ＣＴＬの表面にまで移動し、感光体表面の電荷と結合して消滅する。これにより、感光体表面に電荷分布を形成する。すなわち、静電潜像を形成する。
【００４８】
次に、図１２に示す実施形態の動作をもとに、静電潜像の測定装置について説明する。まず、感光体試料３０に荷電粒子ビーム照射部１０によって電子ビームを照射させる。このときの加速電圧と２次電子放出比δとの関係を図１３に示す。加速電圧Ｅ1は、これを２次電子放出比δが１となる加速電圧Ｅ0よりも高い加速電圧に設定することにより、入射電子量が、放出電子量より上回るため電子が試料３０に蓄積され、チャージアップを起こす。この結果、試料３０はマイナスの一様帯電を生じることができる。加速電圧と照射時間を適切に設定することにより、所望の帯電電位を形成することができる。帯電電位が形成されたら、一旦、電子ビームをＯＦＦにする。
【００４９】
次に、露光部２０の光学系を介して感光体試料３０に露光を行う。光学系は、所望のビーム径およびビームプロファイルを形成するように調整されている。露光を行うことにより、感光体試料３０に静電潜像を形成することができる。
【００５０】
静電潜像を形成した後、観察モードに変更する。観察モードでは、感光体試料３０を電子ビームで走査し、放出される２次電子を、シンチレータ、光電子増倍管などからなる２次電子検出部１８で検出し、これを電気信号に変換して電位コントラスト像を観察する。
【００５１】
電位コントラスト像から電位に変換するためには、予め電位と信号強度の相関関係を表す変換テーブルを用意しておき、それをもとに、信号強度から電位を算出してもよい。また、電子ビームスキャン領域内に既知となる参照電位を配置し、２次電子信号強度を参照電位と比較することにより、電位分布を算出する方法を用いても良い。
【００５２】
参照電位を配置する方法としては、図１６に示すように、絶縁体３３上に複数の導電性基板３４を配置し、それぞれの導電性基板３４に基準となる電位を設定する方法がある。具体的には、基準電圧源の電圧を抵抗で分圧し、導電性基板３４ごとに基準となる電位をそれぞれ印加するようになっている。一般的に電位が高い部分よりも低い部分の方が、２次電子の放出量が多くなるので明るくなる。図１６では、相対的に電位の低い部分を白、電位の高い部分を黒で表示している。図１６において、符号３０は試料を、３１は静電潜像を、３２は電子ビームスキャン領域をそれぞれ示している。試料３０の表面を電子ビームでスキャンしながら図１２記載の検出器１８で２次電子を検出する。そのときの、検出信号強度の変化の様子を図１６の下部に示す。
【００５３】
検出器１８上での信号強度は、設定条件により変化する場合には補正しても良い。また、事前にキャリブレーションしてもよい。
【００５４】
測定終了後は、図１７に示す光源１７、例えばＬＥＤなど用いて、試料３０の面全体に光を照射することにより、試料３０の残留電荷を除去することができる。
【００５５】
図１７に、上記実施形態の制御部の例を示す。図１７において、光源２１を制御するＬＤ制御部３６、走査レンズ１４を制御する荷電粒子制御部３７、残留電荷除去用の光源１７を制御するＬＥＤ制御部３８、試料台１６の移動を制御する試料台制御部３９を有していて、これらＬＤ制御部３６、荷電粒子制御部３７、ＬＥＤ制御部３８、試料台制御部３９は、ホストコンピュータ３５によって制御される。また、検出器１８の出力は２次電子検出器４１で検出され、この検出信号は信号処理部４２で処理されて測定結果出力部４３から２次電子測定結果が出力されるように構成されている。
【００５６】
２次電子放出比δは、
２次電子放出比δ＝放出電子／入射電子
と表されるが、より厳密にいうと、透過電子と反射電子を考慮する必要があるので、
放出電子＝透過電子＋反射電子＋２次電子とするとよい。
【００５７】
正帯電にしたい場合には、図１３に示すような、２次電子放出比が１以上となる加速電圧で照射させると良い。通常のＳＥＭによる試料観察では、チャージアップの影響を避けるためδ＝１の条件下で観察することが一般的で、それ以外の加速電圧を用いないことが知られている。この実施形態では、意図的にチャージアップさせて帯電電位を形成するようになっていることが特徴の一つである。
【００５８】
なお、上記方式では、帯電電位形成後に、一旦電子ビームをＯＦＦにすると述べたが、ＯＦＦにすることなく、δ＝１となる加速電圧に変換して、チャージアップの起きない観察条件とし、その状態で露光させる方式でも良い。また帯電方法としては、接触帯電など別手段を用いても良い。
【００５９】
図１〜１１は本発明の試料載置装置、真空チャンバ装置の実施例を示した図である。
図１は真空チャンバ５０に真空試料台ユニット６０を装着した状態の図である。
真空チャンバ５０は円筒上の材料の内径加工を行い上方からDカットすることで、開口部とフランジ取り付け部６１を形成する。真空チャンバ５０の底面と平行する面にガイドレール取り付け部を設け、開口部と直交する方向にガイドレール５２を取り付ける。本発明では真空試料台ユニット６０の位置決め精度向上及び耐荷重向上のためガイドレール５２を２本と補強板５３で構成する。ガイドレール５２には１個の移動台５４がセットされ、ガイドレール５２と補強板５３をねじ締結する。
【００６０】
図４真空試料台ユニット６０を図２、３で説明する。試料を３方向に移動させるためのステージ部６２がフランジ６１に取り付けられる。フランジ６１のステージ６２側と反対面には箱型の構造体６９を形成し、ステージ６２の駆動部６３、本実施例ではステッピングモータやマイクロヘッド等をOリングなどでリークを防止して取り付ける構造となっている。真空チャンバ５０内部への電源供給、信号取り出しのためのハーネスはフィードスルー６４で真空を保ったまま中継できるようになっている。箱型構造体６９の底部に断面がＬ字の位置決め部材６５を締結し短辺側の両サイドの角を面取りし端部底面の高さとフランジ下端の底面の高さを略同一とする。これにより真空試料台ユニットを真空試料台ユニット載置台５５（以後、ユニット載置台）に載せる前の机上での作業でも略水平状態を保持できるので作業の効率化、容易化が図れる。
【００６１】
次に本発明の真空試料台ユニット６０とユニット載置台５５との位置決めについて説明する。図４、５は真空試料台ユニット６０を容易にセットするためのガイド部５６、真空試料台ユニット６０を水平に保持するための受け部及び載置時の安定、安全性を確保するための部分から成り立っている。ガイド部はスライド方向と直交する方向に２箇所設ける。真空チャンバ５０側はＵ字型に開いた突起部５６がフランジのステージと反対面の突起部を外側からガイドしながら突き当てる。Ｕ字型ガイド部５６の真空チャンバ５０側の端部には切り欠き部５６ａを持つ。互いの角部はＲ形状になっているため、スライド方向と直交する方向にズレが生じてもガイドできる。もう一方のガイド部はユニット載置台５５の端部に切り欠き５５ａを設け、この切り欠き部５５ａに真空試料台ユニット６０の位置決め部材６５が嵌ることでガイドされる。ガイドレール５２に沿った方向の位置決めはフランジ６１のステージの反対面と位置決め部材６５の間にユニット載置台５５を挟持することで行う。
鉛直方向の真空試料台ユニット６０の位置決めはユニット載置台５５の受け面高さを適正に設定することで自重によって水平に保持される。
【００６２】
本発明ではユニット載置台５５と真空試料台ユニット６０の位置決め部６５がガイドレール５２に沿った方向及びそれに直交する方向で挟持し互いに嵌合しているので、着脱時の負荷や通常の衝撃によってユニット載置台５５から真空試料台ユニット６０が落下することはない。
【００６３】
また、ユニット載置台５５の後端部にタップを設け、真空試料台ユニット６０の位置決め部材６５に穴を設けツマミねじ６６で互いに締結することで更なる安全性を確保することができる。ユニット載置台５５の中央にタップを設け、ツマミねじ６６で補強板５３の穴にねじを差し込む、あるいは補強板５３の表面に突き当てることで、ユニット載置台５５のロックあるいは任意の位置でのブレーキをかけることができる。前記安全装置が備えられているので重量物である真空試料台ユニット６０をユニット載置台５５から取り外さなくても、真空チャンバ５０から取り出した状態で測定等の各種作業を行うことができるので、安全性と作業効率の点で大いに効果を得ることができる。
【００６４】
真空試料台ユニット６０の真空チャンバ５０への装着はユニット載置台５５に搭載するこの状態で箱型構造体６９の左右に取り付けられた取っ手６７をもって静かに押し込み、フランジ６１の基準面（突き当て面）が真空チャンバ５０のフランジ取り付け面（接触面）にOリングを所定量圧縮してねじ締結することで装着を完了する。このとき真空チャンバ５０のフランジ取り付け面には主基準となる穴と従基準となる長穴が所定のピッチであけられ(基準穴５７)、フランジ６１に設けられたテーパー状の基準ピン６８が基準穴５７と嵌合することで５７に高精度に位置決めされ、図示していない真空チャンバ内に設けられた電子銃との位置関係を真空試料台ユニット６０と真空チャンバ５０の着脱でばらつくことなく高精度に維持できる。なお、本実施例では調整手段としてテーパ状のピンを用いているが、上記した効果を奏する範囲内で調整手段を有する部材あれば適宜変更を行う事が可能である。
【００６５】
図５はステージ部６２に搭載する試料載置台７０の外観図で略正方形に切断された感光体ドラム７１が載置台ユニットにセットされた状態を示している。基準板枠７２は樹脂製の材料でコの字型の形状をなし、試料載置台７０に立てられた３本のステー７３にネジで締結する。薄い金属製の基準板７４は基準板枠７２の上面に密着した状態で３本のネジで締結する。基準板７４の略中央部には矩形の窓７５があけられている。
【００６６】
図６は分かり易くするために、基準板７４の裏面で感光体７１が位置決めされた状態を基準板７４を取り外して示している。試料載置台７０の軸方向両端には小判形状の突起部７６が設けられ、試料載置台ガイド７７の角柱ガイド部７８と嵌合することで回転することなく、軸と直交方向にスライド可能となっている。前記小判形状の突起部７６の２箇所にピン７９を締結し、少なくとも試料を着脱する側のピン７９はテーパー形状としその最大径が試料載置台７０の突き当て部８０と接するようにする。試料載置台７０は少なくとも１面に一方向のみの曲率を持ち、例えば本願実施例ではシリンダ形状となる。
【００６７】
図１１は試料載置台ユニットの中央断面図で試料載置台７０と試料載置台ガイド７１にザグリ部を設けその間に圧縮ばね８１を撓ませてセットすることで基準板７４底面を突き当て面として試料載置台７０を上方向にスライドさせ適度な押圧力で押圧することができる。試料を装着する時は２本のピン７９を圧縮ばね８１に抗して押し下げて試料を手前からスライドさせながら試料載置台７０に載せてピン７９の押し下げを解除すれば定位置にセットされる。
【００６８】
図１１で基準板窓７５中心と感光体母線８２の位置が略一致すること及び基準板７４と感光体試料７１の切断部のバリが接触しないことを説明する。図９は試料載置台の拡大図である。試料載置台７０は軸対称の形状であるため稜線部８３は感光体７１の曲率半径が試料載置台７０の曲率半径より小さいと感光体７１の基材部と接触し自動的に調心作用により感光体母線８２と一致し、更に基準板の窓７５中心と略一致するようになる。本発明によれば感光体７１の曲率半径が試料載置台の曲率半径以下であり、干渉することなくセット可能であれば複数のドラム径の試料をセット可能となる。感光体試料７１は樹脂製の基準板７２枠に突き当ててセットし図の基準板幅を感光体幅よりも小さくすることでアルミ基材部の切断時に発生するバリが基準板７４と接触してリークするなどの不具合が起きない。
【００６９】
図７は感光体表面を電気的に接地あるいはバイアス電位を与えるのに必要な接触端子８４と絶縁座８５を示した図で基準板７４の折り曲げ部が試料載置台ガイド７７がストッパー８９までスライドしてセットされた状態で接触している状態を示している。またアルミ基材部にバイアス電位を与える場合は試料台ベース８６にハーネスを接触手段である接触端子、例えば圧着端子等で接続させることにより、試料台ベース→資料載置台ガイド→圧縮ばね→試料載置台→アルミ基材の順でバイアス電位を与えることができる。なお、本実施例において弾性部材として圧縮ばねを用いているが、導電性を有する弾性部材であればよく、例えば金属製ばね、または接触部に金属を有するように構成した樹脂系部材と金属部材の合成部材ばねを使用しても構わない。
【００７０】
図１０は試料載置台ガイド７７が試料台ベース８６の上に載り押さえ板８７で試料載置台ガイド７７の垂直方向を規制されてセットされている状態を示す。図に示していない試料交換室から試料交換棒をスライドさせ試料載置台ガイド７７のネジ部８８と連結し試料載置台ユニットごと引き出すことで試料交換を行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【００７１】
【図１】真空チャンバ５０に真空試料台ユニット６０を装着した状態の図である。
【図２】真空チャンバ５０とユニット載置台５５を示す図である。
【図３】真空試料台ユニット６０を示す図である。
【図４】真空チャンバ５０、真空試料台ユニット６０およびステージ部６２を示した図である。
【図５】試料載置台７０の外観図である。
【図６】試料載置台７０の基準板７４を取り外した図である。
【図７】接触端子８４と絶縁座８５を示した図である。
【図８】ステージ部６２に試料載置台７０を取り付けた図である。
【図９】試料載置台の拡大図である。
【図１０】試料載置台ガイド７７が試料台ベース８６の上に載り押さえ板８７で垂直方向を規制されてセットされている状態を示す図である。
【図１１】基準板窓７５中心と感光体母線８２の位置が略一致すること及び基準板７４と感光体試料７１の切断部のバリが接触しないことを説明する図である。
【図１２】静電潜像測定方法の一例を示す図である。
【図１３】加速電圧と２次電子放出比δとの関係を示す図である。
【図１４】電子写真装置の構成を示す図である。
【図１５】感光体の構成を示す図である。
【図１６】参照電位を配置する方法の一例を示す図である。
【図１７】静電潜像測定装置の構成を示す図である。
【符号の説明】
【００７２】
１１    電子銃
１２    コンデンサレンズ
１３    ビームブランカ
１４    走査レンズ
１５    対物レンズ
１６    試料台
１７    光源
１８    ２次電子検出部
２０    露光部
２１    光源
２２    コリメートレンズ
２３    アパーチャ
２５    結像レンズ
３０    試料
３１    静電潜像
３２    ビームスキャン領域
３３    絶縁体
３４    導電性基板
３５    コンピュータ
３６    ＬＤ制御部
３７    荷電粒子制御部
３８    ＬＥＤ制御部
３９    試料台制御部
４１    ２次電子検出器
４２    信号処理部
４３    測定結果出力部
５０    真空チャンバ
５２    ガイドレール
５３    補強板
５４    移動台
５５    載置台
５６    Ｕ字型ガイド部
５７    基準穴
６０    真空試料台ユニット
６１    フランジ
６２    ステージ部
６３    ステージ駆動部
６４    フィールドスルー
６５    位置決め部材
６６    ツマミねじ
６７    取っ手
６８    基準ピン
６９    箱型構造体
７０    試料載置台
７１    感光体
７２    基準板枠
７３    ステー
７４    基準板
７５    窓
７６    小判状ガイド部
７７    試料載置台ガイド
７８    角柱ガイド部
７９    ピン
８０    突き当て部
８１    圧縮ばね
８２    感光体母線
８３    稜線
８４    接触端子
８５    絶縁座
８６    試料台ベース
８７    押さえ板
８８    ネジ穴部
８９    ストッパー
９０    押さえばね
【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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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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