(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
電荷を長時間保持することができず暗減衰が生じる電子写真用感光体試料に対して電子ビームを照射することで、試料上に帯電電荷を生成させる帯電装置と、
帯電装置で帯電された上記試料の面を露光して試料に電荷分布を生成させ静電潜像を形成するための光学系と、
静電潜像が形成された上記試料面を電子ビームで走査することによって試料面の静電潜像を測定する測定手段と、
上記感光体試料をチャンバ内に設置するための設置部と、を備え、
チャンバ内を真空とした状態で上記感光体試料に対して帯電電荷の生成、静電潜像の形成、静電潜像の測定を行うために、上記帯電装置、光学系、測定手段はチャンバ内に配置され、
上記帯電装置は、加速電圧の増加に伴い試料が正帯電から負帯電に切り換わる際の２次電子放出比が１となる電子の加速電圧をＥ０としたとき、試料を電位Ｖｓに帯電させるために、一定時間照射する電子ビームの加速電圧と飽和帯電電位の関係が直線近似できる範囲において、
｜Ｅ１−Ｅ０｜≧｜Ｖｓ｜
の式を満たす加速電圧Ｅ１で、上記感光体試料に対して電子を照射することを特徴とする静電潜像の測定装置。
【請求項２】
請求項１記載の帯電装置を有する静電潜像の測定装置であって、測定手段は、試料からの２次電子を検出することを特徴とする静電潜像の測定装置。
【請求項３】
露光光源は、半導体レーザーであることを特徴とする請求項１または２記載の静電潜像の測定装置。
【請求項４】
前記測定手段で測定した後に、前記光学系で形成した静電潜像を除去する電荷除去手段を有することを特徴とする請求項１乃至３のいずれかに記載の静電潜像の測定装置。
【請求項５】
電荷を長時間保持することができず暗減衰が生じる感光体試料を真空のチャンバ内に配置し、
上記真空のチャンバ内で上記感光体試料に対して電子ビームを照射することで、上記試料上に帯電電荷を生成させ、
帯電された上記試料の面を露光して試料に電荷分布を生成させ静電潜像を形成し、
上記真空のチャンバ内で上記試料面を電子ビーム走査することによって試料面の静電潜像を測定する静電潜像の測定方法であって、
上記帯電装置は、加速電圧の増加に伴い上記試料が正帯電から負帯電に切り換わる際の２次電子放出比が１となる電子の加速電圧をＥ０としたとき、試料を電位Ｖｓに帯電させるために、一定時間照射する電子ビームの加速電圧と飽和帯電電位の関係が直線近似できる範囲において、
｜Ｅ１−Ｅ０｜≧｜Ｖｓ｜
の式を満たす加速電圧Ｅ１で、試料に対して電子を照射することを特徴とする静電潜像の測定方法。
【請求項６】
請求項５記載の帯電装置を有する静電潜像の測定方法であって、測定手段は、試料からの２次電子を検出することを特徴とする静電潜像の測定方法。
【請求項７】
露光光源は、半導体レーザーであることを特徴とする請求項６または７記載の静電潜像の測定方法。
【請求項８】
前記測定手段で測定した後に、前記光学系で形成した静電潜像を除去する電荷除去手段を有することを特徴とする請求項６または７記載の静電潜像の測定方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、電子写真プロセルにおける帯電装置、静電潜像の形成装置および静電潜像の測定装置に関するもので、試料表面の電位分布、試料表面の電荷分布などの測定に適用可能なものである。
【０００２】
【従来の技術】
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３に示す。以下、図３を参照しながら説明する。
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消す。
【０００３】
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。近年では高画質の要求に加えて、高耐久性、高安定性の要求があり、さらに、省エネルギー化など環境に優しい作像プロセス実現の要求が高まり、各工程のクオリティを向上させることが望まれている。作像プロセスにとっては、露光に伴う感光体表面の静電潜像が、トナー粒子の挙動に直接影響を与えるファクターであり、その挙動を把握することが必要である。このため、感光体表面の静電潜像の品質を評価することはきわめて重要である。
感光体の静電潜像を測定してこれを設計にフィードバックすることができれば、各作像プロセスのプロセスクオリティが向上する。その結果として、高画質、高耐久性、高安定性、さらに省エネルギー化の実現を期待できる。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
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。
よ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、特許第３００９１７９号、特願平１１−１８４１８８号公報などに記載されている。
【０００５】
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、
・絶対距離計測が必要となる。
・測定に時間がかかり、その間に潜像の状態が変化する。
・放電、吸着が起こる。
・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。
【０００６】
このため現実的な測定方法として、静電潜像を可視化して測定する方法が一般にとられている。すなわち、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ことによって静電潜像の品質を判定するのである。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。
【０００７】
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。
【０００８】
電子ビームによる静電潜像の観察方法としては、特開平０３−４９１４３号公報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。
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。
【０００９】
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、測定を行う装置内で試料に対して荷電粒子ビームを照射して試料に帯電電荷を生成させ、さらに、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により、静電潜像分布を測定することができる、帯電装置、静電潜像の形成装置および静電潜像の測定装置を提供することを目的とする。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
請求項１記載の発明は、電荷を長時間保持することができず暗減衰が生じる電子写真用感光体試料に対して電子ビームを照射することで、試料上に帯電電荷を生成させる帯電装置と、帯電装置で帯電された上記試料の面を露光して試料に電荷分布を生成させ静電潜像を形成するための光学系と、静電潜像が形成された上記試料面を電子ビームで走査することによって試料面の静電潜像を測定する測定手段と、上記感光体試料をチャンバ内に設置するための設置部と、を備え、チャンバ内を真空とした状態で上記感光体試料に対して帯電電荷の生成、静電線像の形成、静電線像の測定を行うために、上記帯電装置、光学系、測定手段はチャンバ内に配置され、上記帯電装置は、加速電圧の増加に伴い試料が正帯電から負帯電に切り換わる際の２次電子放出比が１となる電子の加速電圧をＥ０としたとき、試料を電位Ｖｓに帯電させるために、一定時間照射する電子ビームの加速電圧と飽和帯電電位の関係が直線近似できる範囲において、
｜Ｅ１−Ｅ０｜≧｜Ｖｓ｜
の式を満たす加速電圧Ｅ１で、上記感光体試料に対して電子を照射することを特徴とする。
【００１１】
請求項２記載の発明は、請求項１記載の発明において、試料に対して、
｜Ｖｓ｜≦｜Ｅ１−Ｅ０｜≦｜Ｖｓ｜＋２ｋＶ
の条件を満たす電子の加速電圧Ｅ１で照射することにより、試料を電位Ｖｓに帯電させる手段を有することを特徴とする。
【００１４】
請求項２記載の発明は、請求項１記載の発明において、試料からの２次電子を検出することを特徴とする。
請求項３記載の発明は、請求項１または２記載の発明において、露光光源として、半導体レーザーを用いることを特徴とする。
請求項４記載の発明は、請求項１乃至３のいずれかに記載の発明において、前記測定手段で測定した後に、前記光学系で形成した静電潜像を除去する電荷除去手段を有することを特徴とする。
請求項５乃至８記載の発明は、発明のカテゴリーが「静電潜像の測定方法」であって、技術思想としては請求項１乃至４にそれぞれ対応する。
【００１５】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照しながら本発明にかかる帯電装置、静電潜像の形成装置および静電潜像の測定装置の実施形態について説明する。
図１は、本発明にかかる帯電装置、静電潜像の形成装置および静電潜像測定装置の１実施形態を示す。この帯電装置、静電潜像の形成装置および静電潜像測定装置は、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。
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。
【００１６】
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。
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。
【００１７】
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、コリーメートレンズ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、半導体レーザー（以下「ＬＤ」という）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設けても良い。
【００１８】
試料３０の実態をなす感光体の構成は、主に図４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。
【００１９】
次に、図１に示す実施形態の動作とともに試料表面への帯電方法、静電潜像形成方法、静電潜像の測定方法について説明する。
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２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。これにより、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。
【００２０】
ここで、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。
【００２１】
２次電子放出比δは、電子ビームのエネルギー、すなわち加速電圧に依存し、一般的に図２に示すような関係になっている。図２に示すように、δ＝１となるような加速電圧Ｅ１では帯電が起きず、平衡状態を保っている。加速電圧Ｅ１＞Ｅ０の場合は、δ＜１となり、入射電子数に比べて放出電子数が少ないため、負帯電となっている。
【００２２】
照射時間に対する帯電電位の関係を、加速電圧ごとに示したのが図７である。図７からわかるように、電子ビーム照射直後は、急激に電荷が蓄積されていくが、時間の経過に従い、試料の負帯電電位の影響で入射電子が減速される。帯電電位Ｖｓ（＜０）における、電子の試料表面到達時の速度をＶ、電子の質量、電荷量をそれぞれｍ、ｅとすると、Ｖ＝｛２ｅ（Ｅ１−（−Ｖｓ））｝１／２と表すことできる。これは、相対的に加速電圧Ｅ１が小さくなっていることを意味する。これにより、単位時間あたりの電荷蓄積量が減少し、Ｅ１−（−Ｖｓ）＝Ｅ０に相当する帯電電位になると、飽和帯電電位に達し平衡安定する。このため、図７に示すように電子ビーム照射直後は急激に立ち上がり、時間の経過につれ次第に変化が小さくなり飽和することになる。
【００２３】
電子ビームの加速電圧Ｅ１と飽和帯電電位Ｖｓには、近似的に以下の関係式が成立する。
飽和帯電電位＝−｛（電子ビームの加速電圧Ｅ１）−（δ＝１となる電子ビームの加速電圧Ｅ０）｝・・・・（１）
Ｅ０は、試料の特性によって異なってくる場合があるが、以下の手順で求めることができる。
【００２４】
図８は、電子ビームを一定時間照射したときの加速電圧と帯電電位の関係を示す。ほぼ直線的に変化していると見なすことができるので、近似直線より
加速電圧Ｅ１＝０．９１５ｋＶのときＶｓ＝０
であるため、この試料でのＥ０＝０．９１５ｋＶと求めることができる。
（１）式によれば、上記試料を−８００Ｖに帯電させようとした場合、電子ビームの加速電圧が１．５ｋＶ以下では、飽和帯電電位でも−５８５Ｖであり、−８００Ｖの帯電電位には達しない。最低でも次の（２）式
｜Ｅ１−Ｅ０｜≧｜Ｖｓ｜・・・・（２）
より、１．７１５ｋＶ以上の加速電圧が必要である。
【００２５】
加速電圧が大きくなると目標とする帯電電位に到達する時間が短くなるので、制御することが難しくなるだけでなく、試料へのダメージも無視できなくなる。従って、なるべく小さい加速電圧で、所望の帯電電位を形成できる条件が望ましい。すなわち、
｜Ｖｓ｜≦｜Ｅ１−Ｅ０｜≦｜Ｖｓ｜＋２ｋＶ・・・・（３）
が適切である。
【００２６】
今回の試料で例えば−８００Ｖに帯電させるために、１．７〜３．７ｋＶ程度が適当と考える。そのときの電子ビーム照射時間は、２分以下程度である。短い時間で帯電させるためには、電子ビームの電流密度を大きくすればよい。
【００２７】
前述の所望の帯電電位が形成されたら、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。ＬＤ制御手段により光源２１を制御することにより、適切な露光時間で適切な露光エネルギーを照射することができるようになっている。また、例えば、ポリゴンミラーを用いたスキャニング機構を設けることにより、感光体試料３０の母線方向に対して、ラインパターンを含めた任意の潜像パターンを形成することができる。
【００２８】
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。
【００２９】
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。
参照電位を配置する方法としては、図５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５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５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前記検出器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５の下部に示す。
【００３０】
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。
測定終了後は、図１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。
【００３１】
図６に、上記実施形態の制御部の例を示す。図６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。
【００３２】
正帯電にしたい場合には、図２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。
【００３３】
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、参照電流密度を変えて、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。
【００３４】
次に、本発明の別の実施形態について図９を参照しながら説明する。この実施形態は、円筒状の感光体試料を、実機に近い条件で測定することを可能にしたもので、感光体試料に静電潜像を形成した後の短い時間内に、静電潜像分布の測定を可能にするとともに、感光体試料を非破壊で測定することを可能にしたものである。
なお、前述の実施形態と同じ構成部分には共通の符号を付してある。
【００３５】
図９において、一つの筐体内には、電子ビーム照射部１０、円筒状の感光体からなる試料３０と、試料３０の表面に電荷分布を形成するための静電潜像形成部、２次電子検出器１８が配置されている。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（偏向コイル）１４と、走査レンズ１４を通過した電子ビームを再び集束させるための対物レンズ１５とを有してなる。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。検出器１８には、シンチレータや光電子増倍管などを用いている。
【００３６】
上記静電潜像形成部は、円筒形状の感光体試料３０の周辺に配置された、帯電部４５、露光部４６、除電部４７を有してなる。上記帯電部４５は、試料３０の表面に電荷を照射して一様に帯電させるもの、露光部４６は、一様に帯電した試料３０の表面を所定にパターンで露光して電荷分布を形成させるためのもの、除電部４７は、電荷を消去するためのものである。感光体３０には、感光体中心軸に駆動手段が取り付けられ、駆動手段によって感光体３０が回転駆動されるようになっている。駆動手段としては、ステッピングモータ、ＤＣサーボモータなどを用いることができる。帯電部４５としては、電子ビーム照射による帯電や、接触帯電、電荷注入帯電などの方式がある。除電部４７は、感光体３０の表面全体に光を照射するＬＥＤなどで構成することができる。
【００３７】
図９に示す実施形態の動作ないしは測定方法は、次のとおりである。
１．感光体３０を回転させる。
２．帯電部４５において、感光体３０表面が所望の電位となるように感光体３０を均一に帯電させる。
３．露光部４６において、感光体３０表面に光を照射して、部分的に電荷を逃がし、静電潜像を形成する。
４．測定部１８において、２次電子放出比が１となるように、電子ビーム照射部１０の加速電圧を設定する。感光体試料３０の表面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などからなる検出器１８で検出し、電気信号に変換して電位コントラスト像を観察する。
５．除電部４７において、ＬＥＤなどから感光体３０の表面に光を照射することにより、感光体３０上の残留電荷を消す。
このような方法を用いることにより、感光体３０の静電潜像を動的に測定することが可能である。
【００３８】
また、上記回転駆動機構は、感光体３０を１回転駆動させる手段であっても良い。１回転回動可能な駆動手段が取り付けられることにより、感光体３０全周にわたって、静電潜像を動的に測定することが可能である。
感光体３０の経時的な変化を評価する場合には、感光体３０を連続的に回転させ、上記１から５までの動作を繰り返し行い、測定すると良い。
この実施形態によれば、試料としての感光体３０は、電子写真装置に用いられている円筒状の感光体と同じであるため、実機に使用する、あるいは、実機に使用した感光体をそのまま、すなわち破壊することなく試料として測定することができる。したがって、年月を経て使用された感光体も、容易に測定することができる。
【００３９】
図１０は、露光装置の別の例を示す。この露光装置は、前に述べた一般的な走査光学系と同様に構成されている。図１０において、円筒状の感光体３０に関して感度を持つ波長の、ＬＤなどからなる光源６１、コリーメートレンズ６２、シリンダレンズ６３、アパーチャ、偏向器としてのポリゴンミラー６５、走査レンズ６６，６７などからなる。試料としての感光体３０の表面上に所望のビーム径、ビームプロファイルの光束を照射して、静電潜像を生成することが可能となっている。符号６４，６８はミラーを示す。光源６１は、図示されないＬＤ制御手段により制御され、適切な露光時間、露光エネルギーを感光体３０に照射できるようになっている。このように、ポリゴンミラー６５を用いたスキャニング機構を付けることにより、感光体３０の母線方向に対して、ラインパターンを含めた任意の潜像パターンを形成することができる。
【００４０】
【発明の効果】
請求項１記載の発明によれば、電荷を長時間保持することができず暗減衰が生じる感光体試料を真空のチャンバ内に配置し、この感光体試料に対してチャンバ内に配置された電子ビームによる帯電装置により電子を照射し、加速電圧の増加に伴い試料が正帯電から負帯電に切り換わる際の２次電子放出比が１となる電子の加速電圧をＥ０としたときに、試料を電位Ｖｓに帯電させるために、電子ビームを一定時間照射した際の照射する電子ビームの加速電圧と飽和帯電電位の関係が直線近似できる範囲において、
｜Ｅ１−Ｅ０｜≧｜Ｖｓ｜
の式を満たす加速電圧Ｅ１で、試料に対して電子を照射することにより、所望の負帯電電位を形成することが可能となる。
また、帯電された試料の面を露光して試料に電荷分布を生成させ静電潜像を形成するための光学系を真空のチャンバ内に有することにより、環境変動の影響を受けにくく、安定した静電潜像を形成することができる。
【００４２】
請求項２記載の発明によれば、請求項１記載の発明において、試料に対して、｜Ｖｓ｜≦｜Ｅ１−Ｅ０｜≦｜Ｖｓ｜＋２ｋＶの条件を満たす電子の加速電圧Ｅ１で照射することにより、試料を電位Ｖｓに帯電させる手段を有することで、効率よく、試料を所望の電位に帯電させることができる。
【００４４】
請求項２記載の発明によれば、請求項１記載の発明において、試料からの２次電子を検出することにより、感光体試料の電位分布に応じた信号を検出することができる。また、リアルタイム測定が可能となる。
【００４５】
請求項３記載の発明によれば、請求項１または２記載の発明において、露光光源として半導体レーザーを用いることにより、限られた設置スペース内に効率よく収納することができる。また、露光時間の制御が容易である。
【００４６】
請求項４記載の発明によれば、請求項１乃至３のいずれかに記載の発明において、試料の残留電荷を除去する手段を有することにより、残留電荷を効率よく除去することができ、繰り返し測定をすることが容易である。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明にかかる帯電装置、静電潜像の形成装置および静電潜像の測定装置の実施形態を示す光学配置図である。
【図２】上記実施形態の荷電粒子ビーム照射部における加速電圧と２次電子放出比δとの関係を示すグラフである。
【図３】本発明の測定対象である感光体が用いられる画像形成装置の例を概略的に示す正面図である。
【図４】本発明の測定対象である感光体の構造を拡大して示す断面図である。
【図５】本発明による測定例と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た例を示す平面図である。
【図６】上記本発明の実施形態に適用される各部制御系統の例を示すブロック図である。
【図７】感光体試料における照射時間に対する帯電電位の関係を加速電圧ごとに示すグラフである。
【図８】感光体試料に電子ビームを一定時間照射したときの加速電圧と帯電電位の関係を示すグラフである
【図９】本発明にかかる帯電装置、静電潜像の形成装置および静電潜像の測定装置の別の実施形態を示す光学配置図である。
【図１０】上記実施形態に用いることができる露光光学系の例を示す正面図である。
【符号の説明】
１０  電子ビーム照射部
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
１６  試料設置部
１８  検出器
２０  露光部
３０  試料（感光体）
【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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