JP3958140B2 - 膜厚測定方法および膜厚測定装置および膜厚測定装置を有する画像形成装置、光導電性感光体および光導電性感光体の製造方法 - Google Patents
膜厚測定方法および膜厚測定装置および膜厚測定装置を有する画像形成装置、光導電性感光体および光導電性感光体の製造方法 Download PDFInfo
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、膜厚測定方法および膜厚測定装置および膜厚測定装置を有する画像形成装置、光導電性感光体および光導電性感光体の製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
光導電性感光体に静電潜像を形成し、この静電潜像を現像して得られるトナー画像をシート状の記録媒体に転写し定着して画像形成を行う画像形成装置は、アナログやデジタルの複写装置、ファクシミリ、各種光プリンタや光プロッタ等として知られている。
【０００３】
光導電性感光体には、酸化亜鉛感光紙のようにトナー画像をそのまま定着されるものもあるが、トナー画像をシート状の記録媒体に転写する方式の画像形成装置で用いられる光導電性感光体は繰返し使用可能なもので、一般に、ドラム状や有端・無端のベルト状に形成され、その周面を１方向へ移動させつつ画像形成の各工程が行われる。
【０００４】
繰返し使用可能な光導電性感光体は一般に、導電性基体上に下引層としての中間層を形成し、この中間層上に光導電性の感光層を「光透過性の膜」として形成した構成となっている。
【０００５】
繰返し使用可能な光導電性感光体を用いる画像形成装置では、光導電性感光体の表面には各種の部材、例えば、帯電ローラや現像ブラシ、転写ローラ、さらにはクリーニングブラシやクリーニングブレード等が物理的に接触し、この物理的接触により、感光層表面が画像形成プロセスの繰返しに伴ない次第に磨耗していく。特に、クリーニングブラシやクリーニングブレードによる摺擦力は大きく、感光層磨耗の大きな要因となる。
【０００６】
このような磨耗に伴ない、感光層の厚みがある程度以上減少すると、光感度が著しく減退したり、帯電特性が劣化して表面を所望の電位に均一帯電させることができなくなったりして、鮮明な画像を形成できなくなる。このようにして光導電性感光体の寿命が尽きる。
【０００７】
かかる事情に鑑み、繰返し使用可能な光導電性感光体の感光層の厚みを経時的に測定し、光導電性感光体の「余命」を検知することが意図されている。
【０００８】
感光層の厚みを測定する方法としては、従来、帯電手段に一定電圧を印可して感光層表面を帯電するときの帯電電流を感光層の厚みと対応させ、帯電電流の経時的な変化を感光層の厚みの経時的な変化に換算する「電流検知方式」や、赤外線を感光層に照射し、中間層で反射される成分の強度から感光層による赤外線の吸収量を測定して層厚を求める「赤外線吸収方式」などが検討されている。
【０００９】
電流検知方式は、測定電流値が温・湿度等の環境の変化に影響されやすく、信頼度の高い測定結果を得るのは必ずしも容易でない。また、感光層の表面には前述の如く、種々の接触物があり、層厚測定時に接触物を通じてある程度の電流漏れが不可避的に生じるため、感光層の層厚を高精度（０．５μｍ以下）で測定することは難しい。
【００１０】
赤外線吸収方式は光学的測定であるから、物理的な接触なしに層厚を測定できる利点を有している。しかしながら、光導電性感光体の感光層には、物理的な接触に対する強度を補強するために、無機や有機のフィラー微粒子が分散されることがあり、このような感光層では「フィラー微粒子による赤外線吸収」が無いため、フィラー微粒子とバインダー樹脂の混合比によっては、必要な計測精度を実現できなかったり、測定自体が不可能になったりし、層厚を測定できる感光層の種類が限られ、汎用性の面から問題がある。
【００１１】
「光透過性の膜」の膜厚を光学的に測定する測定方式として従来から知られた「光干渉膜厚計測方式」により感光層の層厚測定を行うことも考えられるが、従来知られている装置では、感光層に分散されたフィラー微粒子や顔料粒子による散乱の影響、或いは中間層における光拡散、導電性基体（例えば切削された金属基体）の表面粗さによる散乱が原因して、膜厚計測に必要な「分光スペクトル強度の極大・極小が十分に分離した検出光」を得ることができない。
【００１２】
【発明が解決しようとする課題】
この発明は上述した事情に鑑み、支持基板上に下引層を介して光透過性の膜を形成してなる被測定物における光透過性の膜の膜厚を、確実にかつ精度よく測定する膜厚測定方法、この方法を実施するための膜厚測定装置、この膜厚測定装置を有する画像形成装置の実現を課題とする。
【００１３】
この発明はまた、支持基板上に下引層を介して光透過性の膜を形成してなる被測定物における光透過性の膜と下引層の膜厚和を、確実にかつ精度よく測定する膜厚測定方法、この方法を実施するための膜厚測定装置、この膜厚測定装置を有する画像形成装置の実現を課題とする。
【００１４】
この発明は更に、光導電性感光体とその新規な製造方法の提供を課題とする。
【００１５】
【課題を解決するための手段】
請求項１記載の発明の膜厚測定方法は「支持基板上に下引層を介して光透過性の膜を形成してなる被測定物における光透過性の膜の膜厚を測定する方法」であって、以下の如き特徴を有する。
【００１６】
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ファイバプローブにより導光してその射出部から放射し、この放射光束を対物レンズにより被測定物に垂直入射させて光透過性の膜に集光させる。
スペクトル光の「所望波長領域」は、被測定物に対する膜厚測定を可能ならしむる波長領域を意味し、光透過性の膜の構成（フィラー微粒子の分散の有無、フィラー微粒子の粒径、凝集径等）により定められる。以下の説明においても同様である。
【００１７】
光透過性の膜表面と下引層表面とにより反射して互いに干渉した反射光を、対物レンズを介して、ファイバプローブにおける検出光伝送用ファイバの端面に戻し、検出光伝送用ファイバにより分光手段に導き分光する。分光により得られる分光スペクトル強度の隣接する極小と極大を与える各波長と、膜厚を測定すべき膜の屈折率とに基づき、光透過性の膜の膜厚を演算算出する。
【００１８】
即ち、この発明の膜厚測定方法は、上述した周知の「光干渉膜厚計測方式」の原理を利用する。
【００１９】
請求項１記載の膜厚測定方法における測定対象となる「光透過性の膜」の形成された被測定物は、上記の如く「支持基板上に下引層を介して光透過性の膜が形成」され、下引層表面と光透過性の膜の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。
【００２０】
上記被測定物が「導電性基体の表面に、微細粒子を分散させた中間層を下引層として設け、中間層上に、感光層を光透過性の膜として形成された光導電性感光体」である場合には、請求項１記載の膜厚測定方法により「感光層の厚さ」を測定できる（請求項２）。
【００２１】
「導電性基体」としては、アルミニウム管やニッケルベルト等の金属基体、プラスチックベルト等、公知の種々のものを利用できる。上記アルミニウム管は切削、しごき、引き抜き等の表面加工を施すことができ、ニッケルベルトはメッキと同じ方法で析出させて形成されるベルト状の金属基体であり、プラスチックベルトはポリエステルフィルムにアルミ蒸着や導電性樹脂コートを施して導電性のベルトとしたものである。
上記中間層に分散される微細粒子は「顔料」の粒子である。
【００２２】
この請求項２記載の膜厚測定方法において、被測定物である光導電性感光体における感光層は「その表面側の所定厚さ部分を、補強用のフィラー微粒子を分散させた表面層として構成」することができ、この場合には、中間層表面と表面層表面との間の距離を膜厚として測定できる（請求項３）。
【００２３】
また、上記請求項２記載の膜厚測定方法において、被測定物である光導電性感光体における感光層は「中間層に接して設けられた電荷発生層と、この電荷発生層上に形成された電荷輸送層とにより構成」することができ、この場合は、電荷発生層と電荷輸送層の各層厚の和を膜厚として測定できる（請求項４）。
【００２４】
この請求項４記載の膜厚測定方法において、被測定物における「電荷輸送層の表面側の所定厚さ部分」を補強用のフィラー微粒子を分散させた表面層として構成でき、この場合には、中間層表面と表面層表面との間の距離を膜厚として測定できる（請求項５）。
【００２５】
この発明の膜厚測定装置は、請求項１記載の膜厚測定方法を実施する装置であって、光源と、ファイバプローブと、対物レンズと、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（請求項６）。
【００２６】
「光源」は、所望波長領域のスペクトル光（被測定物に対する膜厚測定を可能ならしむる波長領域のスペクトル光）を放射する。
「ファイバプローブ」は、光源からの光を被測定物側へ導光し、射出部から被測定物側に向けて射出させ、被測定物からの反射光を検出光伝送用ファイバにより受光して伝送する。
【００２７】
「対物レンズ」は、ファイバプローブの射出部から射出した照射光を被測定物の膜に向って集光させる。
「分光手段」は、被測定物により反射され、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。
「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。
【００２８】
「演算手段」は、分光スペクトル強度における隣接する極小と極大を与える各波長と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。
そして、照射光は被測定物の表面に垂直入射させられる。
【００２９】
請求項６記載の膜厚測定装置において用いられる対物レンズは、「開口数（ＮＡ）が０．２以上のもの」であることが好ましい（請求項７）。ＮＡ：０．２以上の対物レンズを用いることにより、対物レンズによる集光性を向上させることができ、検出できる反射光の光量が大きくなり、検出光の分光スペクトル強度の良好な検出が可能になる。
【００３０】
請求項６または７記載の膜厚測定装置において、対物レンズは「アクロマティックレンズ」であることが好ましい（請求項８）。対物レンズをアクロマティックレンズとすることにより、集光時・受光時における色収差を除去でき、高い集光性と波長精度の良い分光スペクトル強度を検出できる。
【００３１】
請求項６または７または８記載の膜厚測定装置における光源としては、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」が好ましい（請求項９）。
【００３２】
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。
【００３３】
請求項６〜９の任意の１に記載の膜厚測定装置において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（請求項１０）。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、膜厚測定装置のコンパクト化が可能になる。
【００３４】
請求項６〜１０の任意の１に記載の膜厚測定装置において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（請求項１１）。シリコンフォトダイオードは、小型、軽量、安価であり、後述するように「膜厚測定装置を画像形成装置に組み込む場合」にも回路構成が簡単である。
【００３５】
請求項６〜１１の任意の１に記載の膜厚測定装置において用いられるファイバプローブは、その対物レンズ側端部が「検出光伝送用ファイバの端部を中心とし、これを照射光導光用のファイバの射出側端部が囲繞する」ように構成されたものを用いることができる（請求項１２）。
【００３６】
請求項６〜１２の任意の１に記載の膜厚測定装置において用いられる演算手段に「測定対象となりうる１種以上の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（請求項１３）。
【００３７】
この発明の画像形成装置は「光導電性感光体に静電潜像を形成し、この静電潜像を現像して得られるトナー画像をシート状の記録媒体に転写し、記録媒体上に定着して画像形成を行う画像形成装置」であって、光導電性感光体が「導電性基体の表面に、微細粒子を分散させた中間層を下引層として設け、中間層上に感光層を光透過性の膜として形成された」ものであり、この光導電性感光体の感光層の厚さを測定する手段として、請求項６〜１３の任意の１に記載の膜厚測定装置を有することを特徴とする（請求項１４）。
【００３８】
「シート状の記録媒体」としては、通常の転写紙やＯＨＰシート（オーバヘッドプロジェクタ用のプラスチックシート）等を用いることができる。
この発明の画像形成装置は、アナログやデジタルの複写装置、ファクシミリ装置、光プリンタ、光プロッタ、光製版装置等として実施でき、タンデム式のカラー画像形成装置における「単色画像形成部」としても実施できる。
【００３９】
上記請求項１４記載の画像形成装置は「膜厚測定装置により測定される感光層の厚みが所定値以下となったとき、その旨の表示を行う」ことができる（請求項１５）。
【００４０】
「感光層の厚みの所定値」は、例えば「１００回程度の画像形成プロセスで感光体の寿命が尽きるような厚さ」とすることができ、このような場合、その旨の表示としては、例えば、画像形成装置のコントロールディスプレイに「まもなく感光体の寿命が尽きますので、感光体の交換を行って下さい」等のメッセージとして表示することができる。
【００４１】
あるいは、上記所定値を感光体の寿命限度の厚さとすることもでき、その場合には、上記ディスプレイに例えば「感光体の寿命が尽きました。感光体を交換して下さい」とのメッセージを表示することができ、必要とあれば、このメッセージ表示とともに画像形成装置を「作動できない状態」にすることもできる。
このようにすることにより、光導電性感光体の交換を適切且つスムーズに行うことができ、画像形成プロセスが実行されるときには常に「感光体劣化に起因する画像劣化のない高品位な画像」を得ることが可能になる。
【００４２】
上記請求項１４または１５記載の画像形成装置における光導電性感光体の中間層は「顔料の微細粒子を分散させた３μｍ以上の層厚」を持つことが好ましい（請求項１６）。
【００４３】
請求項１３〜１６の任意の１に記載の画像形成装置における光導電性感光体の感光層は「中間層に接して光導電層を有する」ものであってもよいし（請求項１７）、「中間層に接して設けられた電荷発生層と、この電荷発生層上に形成された電荷輸送層とを有する」ものであってもよく（請求項１８）、感光層の表面側の所定厚さ部分が「補強用のフィラー微粒子を分散させた表面層」として構成されていてもよい（請求項１９）。
【００４４】
請求項１９に記載の画像形成装置に用いられる光導電性感光体のように、感光体表面部分を「補強用のフィラー微粒子を分散させた表面層」とすることにより、感光層表面の磨耗を有効に軽減でき、光導電性感光体を長寿命化できる。
【００４５】
上記請求項１９記載の画像形成装置において、感光層に分散される補強用の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、膜厚測定装置における測定波長領域（分光スペクトル強度の隣接する極大・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とする（請求項２０）。
【００４６】
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とすることにより、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、良好な膜厚測定を実現できる。
【００４７】
フィラー微粒子径やその凝集径が０．８μｍ以下であれば、膜厚測定に好適な０．８〜１．０μｍ領域の測定波長領域が確保され、良好な分光スペクトルを検出でき、フィラーを分散した表面層の残存膜厚を精度良く測定できる。
【００４８】
なお、上記「補強用に分散させるフィラー微粒子」は１種に限らず、２種以上のもの（種類毎に粒径が異なっても良い）を混合して分散させてもよく、各種フィラー微粒子は有機材料・無機材料のものとも使用可能である。上記光導電性感光体の表面近傍の部分はまた「電荷輸送物質」を含むことができる。
【００４９】
請求項２１記載の膜厚測定方法は「支持基板上に下引層を介して光透過性の膜を形成してなる被測定物における、下引層と光透過性の膜との膜厚和を測定する方法」である。即ち、この方法では「下引層と光透過性の膜を合わせたものの厚さ」が測定対象となる。
この方法は以下の如き特徴を有する。
【００５０】
即ち、下引層を透過する波長領域を含むスペクトル光を放射する光源からの光をファイバプローブにより導光してその射出部から放射し、この放射光束を対物レンズにより被測定物に垂直入射させて光透過性の膜に集光させ、光透過性の膜表面と支持基板の表面とにより反射して互いに干渉した反射光を、対物レンズを介してファイバプローブにおける検出光伝送用ファイバの端面に戻し、検出光伝送用ファイバにより分光手段に導いて分光し、分光スペクトル強度の隣接する極小と極大を与える各波長と、膜の屈折率とに基づき膜厚和を演算算出する。
【００５１】
ファイバプローブから被測定物に照射されるスペクトル光は「下引層を透過する波長領域」を含むので、この波長領域の光は下引層を透過して支持基板に到達し、支持基板の表面で反射される。従って、支持基板の表面で反射された上記波長領域の光と、光透過性の膜の表面で反射された光との干渉状態を与える分光スペクトル強度の隣接する極小と極大を与える各波長と、膜の屈折率とに基づき膜厚和を演算算出することができる。
【００５２】
なお、この演算に用いる「膜の屈折率」は、下引層に対しては「光透過性の膜の屈折率」で代用することができる。
【００５３】
測定対象となる被測定物は「支持基板上に下引層を介して光透過性の膜が形成され、支持基板の表面と光透過性の膜の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。
【００５４】
従って、請求項２１記載の膜厚測定方法における測定対象としての被測定物は、「導電性基体の表面に、微細粒子を分散させた中間層を下引層として設け、中間層上に感光層を光透過性の膜として形成された光導電性感光体」で、感光層が「中間層に接して設けられた電荷発生層と、この電荷発生層上に形成された電荷輸送層とにより構成」され、さらに「電荷輸送層の表面側の所定厚さ部分が補強用のフィラー微粒子を分散させた表面層として構成」されたものであることができる（請求項２２）。
この場合には「中間層と感光層との膜厚和」が測定される。
【００５５】
請求項２３記載の膜厚測定装置は、請求項１記載の膜厚測定方法を実施する装置であって、請求項６〜１３の任意の１に記載の膜厚測定装置の構成に加えて、「所望波長領域のスペクトル光を放射する光源から放射される光のうち、不要波長領域の光をカットするフィルタ」を有することを特徴とする。
「不要波長領域」の光は、膜厚測定に寄与しない波長領域の光で、この波長領域の光を照射することにより被測定物（特に光導電性感光体）に光疲労等のダメージを与えるような光であり、被測定物の分光特性（例えば、光導電性感光体の分光感度や分光吸収特性等）により定められる。
【００５６】
被測定物が光導電性感光体の場合、上記不要波長領域は感光層非吸収帯域であることが好ましく、特に近赤外領域であることが好ましい。この場合のフィルタとしては「７２０〜１０５０ｎｍ」の波長領域の光を透過させる「シャープカットフィルタ」等が好適である。
【００５７】
請求項２４記載の膜厚測定装置は、請求項２１または２２記載の膜厚測定方法を実施する装置であって「請求項６〜１３の任意の１に記載の膜厚測定装置の構成またはこの構成に加えて、光源から放射される光のうち、不要波長領域の光をカットするフィルタを有する構成において、下引層を透過する波長領域を含むスペクトル光を放射する光源を用いる」ことを特徴とする。
【００５８】
請求項２３、２４記載の膜厚測定装置において用いられる対物レンズは前述した請求項６記載のもの同様「開口数（ＮＡ）が０．２以上のもの」であることが好ましく、「アクロマティックレンズ」であることが好ましい。また、光源は、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」が好ましい。光源としては他に、４００〜１０５０ｎｍに発光分布を持つＬＥＤ等を利用できる。
【００５９】
分光手段としては「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、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、膜厚測定装置のコンパクト化が可能になる。
【００６０】
同様に、請求項２３、３４記載の膜厚測定装置においても、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。
【００６１】
また、請求項２３、２４記載の膜厚測定装置においても、ファイバプローブはその対物レンズ側端部が「検出光伝送用ファイバの端部を中心とし、これを照射光導光用のファイバの射出側端部が囲繞する」ように構成されたものを用いることができ、演算手段には「測定対象となりうる１種以上の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。
【００６２】
請求項２５記載の画像形成装置は「光導電性感光体に静電潜像を形成し、この静電潜像を現像して得られるトナー画像をシート状の記録媒体に転写し、記録媒体に定着して画像形成を行う画像形成装置」において、光導電性感光体が、導電性基体の表面に、顔料の微細粒子を分散させた中間層を下引層として設け、中間層上に感光層を光透過性の膜として形成されたものであり、光導電性感光体の感光層の厚さを測定する手段として請求項２３記載の膜厚測定装置を有することを特徴とする。
【００６３】
請求項２６記載の画像形成装置は「光導電性感光体に静電潜像を形成し、この静電潜像を現像して得られるトナー画像をシート状の記録媒体に転写し、記録媒体に定着して画像形成を行う画像形成装置」において、光導電性感光体が、導電性基体の表面に、顔料の微細粒子を分散させた中間層を下引層として設け、中間層上に感光層を光透過性の膜として形成されたものであり、光導電性感光体の感光層と中間層の膜厚和を測定する手段として請求項２４記載の膜厚測定装置を有することを特徴とする。
【００６４】
請求項２５記載の画像形成装置や「請求項２６記載の画像形成装置のうちで、請求項２３記載の膜厚測定装置を有するもの」では、膜厚測定装置が「不要波長領域の光をカットするフィルタ」を有するので、膜厚測定装置による感光層（あるいは感光層と下引層の膜厚和）の測定の際に、光導電性感光体に光疲労等のダメージを与えることが無い。
【００６５】
この発明の光導電性感光体の製造方法は、下引層形成工程と、感光性膜形成工程と、スプレー塗工工程と、膜厚測定工程と、塗膜乾燥硬化工程とを備える。 「下引層形成工程」は、導電性基体の表面に微細粒子を分散させた中間層を下引層として塗布、乾燥硬化させる工程である。
【００６６】
「感光性膜形成工程」は、中間層上に感光性の膜を光透過性の膜として塗布、乾燥硬化させる工程である。
「スプレー塗工工程」は、感光性膜形成工程後に「補強用のフィラー微粒子を分散させた塗液」をスプレー塗工法によって塗布する工程である。
【００６７】
「膜厚測定工程」は、スプレー塗工工程で塗布された塗液の湿潤状態で「中間層の表面と塗液表面との間の距離」もしくは「導電性基体の表面と塗液表面との間の距離」を膜厚として測定する膜厚測定工程であり、前述した請求項６〜１３、２３、２４の任意の１に記載の膜厚測定装置を用いて行う。
【００６８】
「塗膜乾燥硬化工程」は、膜厚測定工程後に塗膜を乾燥硬化する工程である。膜厚測定工程で測定された湿潤膜厚に基づいてスプレー塗布条件を制御しつつスプレー塗工工程を実行する。
【００６９】
請求項２７記載の製造方法においては、導電性基体を円筒状もしくはベルト状とし、膜厚測定工程で、導電性基体の軸方向において膜厚を多点測定し、上記軸方向に対する膜厚分布を測定することができる（請求項２８）。
【００７０】
また、請求項２７または２８記載の製造法方において、制御すべきスプレー塗布条件として「膜厚測定工程で測定された湿潤膜厚に基づいて、スプレー塗工工程における塗液の吐出量」を制御して塗布量を調整することができる（請求項２９）。上記請求項２７または２８または２９記載の製造方法は「スプレー塗工工程により形成された表面層が乾燥固化した後に、中間層の表面と表面層の表面との間の距離もしくは導電性基体の表面と表面層の表面との間の距離を測定する工程を有する」ことができる（請求項３０）。
【００７１】
この発明の光導電性感光体は、上記請求項２７〜３０の任意の１に記載の製造方法により製造される光導電性感光体である（請求項３１）。
【００７２】
【発明の実施の形態】
以下、発明の実施の形態を説明する。
最初に画像形成装置の実施の１形態を説明する。
図１は、画像形成装置の実施の１形態を要部のみ説明図的に示している。
【００７３】
図１において、符号１０をもって示す光導電性感光体（以下、単に感光体１０と呼ぶ）は「ドラム状」に形成され、画像形成時には時計回りに所定の回転速度で回転駆動される。
【００７４】
画像形成プロセスは以下の如く行われる。即ち、時計方向に等速回転する感光体１０の周面が帯電手段１１（帯電ローラによる接触式のものを示しているが、コロナ放電式のものや帯電ブラシ等を用いることもできる）により一様に帯電され、帯電された感光体表面が露光される。
【００７５】
図１における符号１２は、図示されない光走査式書込装置による「走査光」を示している。勿論、露光は、アナログ複写機の場合のように「光像照射」によって行うこともできるし、ＬＥＤアレイのような光書込装置による光書込みにより行うこともできる。
【００７６】
露光により感光体１０に形成される静電潜像は現像装置１３により現像され、トナー画像として可視化される。説明中の例では、静電潜像は走査光１２の走査により「ネガ潜像」として形成され、現像装置１３による反転現像によりポジの「トナー画像」となる。
【００７７】
トナー画像を転写されるべきシート状の記録媒体（転写紙や、オーバヘッドプロジェクタ用のプラスチックシートであるＯＨＰシート等）Ｓは、転写ベルト１４の外周面に保持されて図の左方へ搬送されつつ、転写部においてトナー画像に重ね合せられ、転写手段１５（転写ブラシによるものを例示しているが、転写ローラを用いることもできるし、コロナ放電式のものを用いることもできる）を通じて印加される転写バイアス電圧によりトナー画像を転写される。
【００７８】
トナー画像を転写された記録媒体Ｓは定着部へ搬送され、図示されない定着装置によりトナー画像を定着され、装置外へ排出される。なお、トナー画像のシート状の記録媒体への転写は、上記のように、感光体１０上から記録媒体Ｓ上へ直接的に転写しても良いが、中間転写ベルトのような中間転写媒体を介して記録媒体への転写を行うようにしてもよい。
【００７９】
トナー画像転写後の感光体１０は、クリーニング装置１６により、感光層表面に残留している転写残りのトナーや紙粉等を除去される。即ち、感光体１０の表面は先ずクリーニングブラシ１８によりブラッシングされ、次いでクリーニングブレード１７の当接エッジ部により摺擦される。
【００８０】
クリーニングブラシ１８、クリーニングブレード１７により感光体表面から除去されたトナーは、廃トナー搬送スクリュー１９により、図示されない廃トナー収容部に搬送される。クリーニングブレード１７は、感光体１０に対する接触圧が特に大きい。
【００８１】
このように、画像形成プロセスが実行される際、感光体１０の表面には帯電手段１１やクリーニングブラシ１８、クリーニングブレード１７等が接触し、これら接触物により、感光体１０の感光層は徐々に削られて磨耗する。
【００８２】
磨耗に伴ない、感光層の層厚が一定値以下になると、光感度の減退や帯電特性の劣化が生じ、良好な画像形成を行えなくなる。図１の実施の形態においては、感光体１０の感光層の層厚を膜厚測定装置９により測定し、その結果、層厚が所定の厚さ以下になった場合に、その旨の表示を行うようにしている。
【００８３】
即ち、膜厚測定装置９による膜厚測定（膜厚測定は、常時行うようにしてもよいし、画像形成プロセス複数回に対して１回の割合というように間欠的に行ってもよい）の測定結果である膜厚は、マイクロコンピュータ等で構成された制御手段２０に入力される。
【００８４】
図２のフロー図に示すように、制御手段２０は「予め設定された膜厚値：ＤＡ、ＤＢ」を記憶している。膜厚値：ＤＡは「感光体１０の機能は正常であるが、例えば、画像形成プロセス１００回くらいで感光体としての正常な機能が果たせなくなるような膜厚」であり、膜厚値：ＤＢは感光体１０の寿命が尽きる厚さである。
【００８５】
制御手段２０は、膜厚（感光層の厚み）の測定値：Ｄを上記膜厚値：ＤＡ、ＤＢと比較する。Ｄ＞ＤＡであるときは、感光体１０は正常に機能し、画像形成プロセスに支障はなく「画像形成可能」である。
【００８６】
ＤＡ≧Ｄ＞ＤＢでは、感光体１０は正常に機能し、画造形成プロセスに支障はないが、近い将来に感光体１０の寿命が尽きるので、その旨を表示：Ａとして、例えば、前述のように、画像形成装置のコントロールディスプレイに「まもなく感光体の寿命が尽きますので、感光体の交換を行って下さい。」等のメッセージとして表示する。
【００８７】
Ｄ≦ＤＢであるときは感光体１０の寿命が尽きているので、この場合にはその旨の表示：Ｂとして、例えば前述のように、上記ディスプレイに「感光体の寿命が尽きました。感光体を交換して下さい。」とのメッセージを表示し、画像形成装置を「作動できない状態」にする。なお、上記のメッセージの表示は、上記ディスプレイへの表示とともに、あるいはディスプレイへの表示に代えて「音声」により行うようにしても良い。
上の例では、感光体１０を交換するのであるが、勿論、プロセスカートリッジ等のプロセスユニットの交換を行うようにすることもできる。
【００８８】
感光体１０としては種々の構成のものを用いることができる。
感光体１０の構成として代表的なものを３例挙げると、図３（ａ）に示すものは、導電性基体であるアルミニウムドラム２上に形成された中間層３の上に「表面側の一部を表面層６として形成された光導電層３０」による感光層が形成されたものである。
【００８９】
図３（ｂ）に示すものは、アルミニウムドラム２上に中間層３を形成し、その上に電荷発生層４と電荷輸送層５を積層し、さらに表面層６を形成したものであり、電荷発生層４、電荷輸送層５および表面層６が感光層をなしている。
図３（ｃ）に示すものは、アルミニウムドラム２上に中間層３を形成し、その上に「電荷発生層４と電荷輸送層５を積層して感光層とした」ものである。
【００９０】
図３（ａ）〜（ｃ）において、中間層３は、導電性基体に感光層を接着固定するバインダとしての機能をもち、帯電ムラ等の弊害を抑制するために「顔料の微細粒子」が含有される。
【００９１】
図３（ｂ）、（ｃ）において、電荷発生層４は、特定の波長の照射により「正負の電荷対」を発生させる層であり、電荷輸送層５は電荷発生層４で発生した電荷のうちの所定極性のものを感光層表面へ輸送する機能を持つ。
【００９２】
また、図３（ａ）において、表面層６は「光導電層３０の表面側に補強用のフィラー微粒子を分散」させて形成したものであり、同様に、図３（ｂ）の表面層６は「電荷輸送層５の表面側に補強用のフィラー微粒子を分散」させて形成したものである。従って、図３（ａ）における表面層６は、光導電層３０の成分となる光導電性物質とフィラー微粒子の分散系であり、図３（ｂ）における表面層６は、電荷輸送層の材料物質とフィラー微粒子の分散系である。
なお、図３（ｃ）に示す構成において、電荷輸送層５内に均一にフィラー微粒子を分散させることもできる。
【００９３】
上記中間層３、電荷発生層４、電荷輸送層５または光導電層３０、表面層６の膜厚は好ましくはそれぞれ、２〜６μｍ、１μｍ以下、１５〜３５μｍ、３〜６μｍ程度であり、従て、感光層としての好ましい厚さは１９〜４２μｍとなる。
【００９４】
中間層３の層厚は、上記の如く一般的に２〜６μｍであるが、バインダとしての十全な機能や、導電性基体に対する光遮蔽効果を良好ならしむるためには中間層３の厚さは３μｍ以上であることが好ましい。
【００９５】
画像形成装置における露光手段として「レーザ光による光走査装置」が用いられる場合、レーザ光が導電性基体の表面や中間層の表面、あるいは感光層表面で内部反射して感光層内部で干渉し、画像上に干渉模様が現れる場合があり、このような問題を回避するために導電性基体の表面を「切削」等により粗したり、中間層に顔料の微細粒子を分散させて乱反射を生じさせることが有効である。
【００９６】
上記の如く、中間層は顔料を含有するが、含有の形態は「バインダ樹脂に顔料の微細粒子を分散」させた形態である。この場合、顔料微粒子とバインダ樹脂の屈折率差を１．０以上にすると、顔料微粒子と樹脂との境界面の反射が増えて中間層の不透明度が増し、中間層界面で光の反射率が大きくなるとともに、顔料微粒子内での屈折角度が大きくなり、入射方向に多くの光が戻るため、「検出光の良好な分光スペクトル強度」を得ることができる。
【００９７】
中間層に分散させる顔料としては、その上に形成される感光層との屈折率差が小さければ、屈折率の大きなルチル型或いはアナターゼ型のＴｉＯ２が好ましく、バインダ樹脂としては屈折率の小さなアルキド樹脂、メラミン樹脂、アクリル樹脂、酢ビ樹脂などが好適である。
【００９８】
中間層界面の反射率は、感光層の表面（空気と接触する面）での反射率に対する中間層界面の反射率を確保する観点から、４００〜１１００ｎｍの波長領域に対して５０％以上９０％未満であることが好ましい。中間層の界面での反射率が９０％を越えると、分光スペクトル強度の極大・極小の差が小さくなり、測定の感度が低下する。また、５０％以下の反射率では、分光スペクトル強度が小さくなり、迅速な層厚測定が難しくなる。
【００９９】
前述した如く、感光層の表面層を形成するために、感光層の表面部に分散させる補強用のフィラー微粒子としては、有機および無機の何れのものも使用可能であるが、有機フィラー微粒子の材料としては、ポリテトラフルオロエチレン等のフッ素樹脂粉末、シリコーン樹脂粉末、ａ−カーボン粉末等が好適であり、無機フィラー微粒子の材料としては、銅、すず、アルミニウム、インジウムなどの金属の粉末、酸化錫、酸化亜鉛、酸化チタン、酸化インジウム、アルミナ等の金属酸化物、チタン酸カリウム等が好適である。
【０１００】
これら材料による１種若しくは２種以上のフィラー微粒子を分散させて表面層とすることができる。フィラー微粒子の分散は、電荷輸送層或いは表面層塗布液の状態で適当な分散機を用いることにより行うことができる。分散させるフィラー微粒子の粒子径あるいは凝集径は０．８μｍ以下が好ましい。
【０１０１】
また、上述したように、必要に応じ、表面層に電荷輸送物質を添加することもでき、このような電荷輸送物質としては、ヒドラゾン系化合物、スチルベン系化合物、ピラゾリン系化合物、オキサゾール系化合物、チアゾール系化合物、トリアリールメタン系化合物等を挙げることができる。
【０１０２】
図３（ｂ）、（ｃ）に示す感光体構成のように、電荷発生層４を有する積層型の感光層の場合、電荷発生層４が光吸収層となって中間層界面での反射を弱めるので、十分な強度の分光スペクトルを得るには、ＣＣＤやシリコンフォトダイオード列によるスペクトル強度検出手段の波長感度内に十分な分光反射率を持つことが好ましく、特に分光吸収特性が９００ｎｍ以下であると、良好な分光スペクトルの取得が容易である。
【０１０３】
図４（ａ）は、膜厚測定装置９の実施の１形態を略示している。
膜厚測定装置９は、所望波長領域のスペクトル光を放射する光源９１と、光源９１からの光を被測定物（感光体１０）側へ導光し、射出部から被測定物側に向けて射出させ、被測定物からの反射光を検出光伝送用ファイバ９２により受光して伝送するファイバプローブ９３と、ファイバプローブ９３の射出部から射出した照射光を被測定物（感光体１０）の膜（感光層）に向って集光させる対物レンズ９４と、被測定物により反射され、対物レンズ９４を介して検出光伝送用ファイバ９２により伝送された光を分光する分光手段９６と、分光手段９６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９７と、分光スペクトル強度の極小と極大を与える各波長と膜（感光層）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９８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（請求項６）。
【０１０４】
対物レンズ９４は開口数（ＮＡ）が０．２以上のもの（請求項７）であるが、説明中の例においては、レンズ径：２５．４ｍｍ、焦点距離３０ｍｍの「アクロマティックレンズ」である（請求項８）。対物レンズ９４は、鏡筒９５の一端部に固定され、鏡筒９５の他端部はファイバプローブ９３の射出側端部を保持している。対物レンズ９４と感光層表面との距離は７０ｍｍ、対物レンズ９３とファイバプローブ９３の射出側端部との距離は５２．５ｍｍである。
【０１０５】
光源９１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、ファイバプローブ７の照射光導光用のファイバ９３０によりファイバプローブ９３の射出部へ導光される。
【０１０６】
ファイバプローブ９３の対物レンズ側端部は、図４（ｂ）に示すように、検出光伝送用ファイバ９２の端部を中心とし、これを照射光導光用のファイバ９３０の射出側端部が囲繞するように構成されている（請求項１２）。射出部から射出した光は対物レンズ９４により、感光層表面に径：０．５３ｍｍの光スポットとして集光される。即ち、照射光導光用のファイバ９３０の「端面の直径」は０．２ｍｍであり、図４（ｂ）に示すファイバ９３０の束を直径：０．４ｍｍの円形光源とすると、対物レンズ９４の結像倍率（＝７０／５２．５＝１．３３）を用いて、光スポットの径は０．５３ｍｍとなる。
【０１０７】
分光手段９６は「回折格子」であり（請求項１０）、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：７７０〜１０５０ｎｍ、分解能：０．５ｎｍ／ポイントのものである。分光手段９６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。
【０１０８】
スペクトル強度検出手段９７は「ラインセンサ」であり（請求項１１）、可視域から１０５０ｎｍの範囲で感度を持ち、受光素子数：５１２のものを用いている。このようなラインセンサに代えて前述のシリコンフォトダイオード列を用いることもできることは言うまでもない。
【０１０９】
感光層の層厚測定の原理を、感光体１０の構成として、図３（ｂ）の如き場合を例として説明する。即ち、この場合、感光層は電荷発生層４と電荷輸送層５と表面層６により構成される。表面層６は、電荷輸送層５と同一材質中に粒径：０．５μｍ、即ち５００ｎｍのフィラー微粒子を均一に分散させたものである。
【０１１０】
電荷発生層４の厚さは、前述の如く通常最大でも１μｍより小さく、従って、電荷発生層４の層厚は、膜厚測定に当たって無視して考えることができる。
そこで、このような感光層構成を、屈折率：ｎ２の中間層３と、その上に形成された厚さ：ｄで屈折率：ｎ１の電荷輸送層５の系として考え（表面層６と電荷輸送層５の屈折率は厳密には異なるが、この屈折率差は無視できる程度に小さいので、表面層６を電荷輸送層５の一部と考え、上記厚さ：ｄに表面層６の厚さを含めて考える）、これに対物レンズ９４による集束光を感光層表面に垂直入射で集光させるものと考える。
【０１１１】
集光された光は、一部が、感光層の表面即ち電荷輸送層５の表面で反射され、一部は、電荷輸送層５内に入射し、中間層３の表面で反射される。これら反射光は対物レンズ９４を介してファイバプローブ９３の射出端の「検出光伝送用ファイバ９２の端面」に集光され、同ファイバ９２により分光手段９６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９６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９７により検出される。
【０１１２】
図５は、上記のようにしてスペクトル強度検出手段９７により検出されたデータを、演算手段９８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」として演算したものである。図に示すように、分光スペクトル強度は、波長：４００ｎｍから波長１０００ｎｍ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。
【０１１３】
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：４００〜７００ｎｍの領域では極めて小さく、波長：７５０ｎｍ以上の領域で大きい。これは、表面層６に分散されているフィラー微粒子が５００ｎｍの粒径を持つため、略５００ｎｍ以下の波長の光が表面層６で散乱され、検出光の中で有意な干渉を生じないためである。
【０１１４】
一方、波長が「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。
【０１１５】
波長：７５０ｎｍより大きい波長領域において、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。
【０１１６】
そうすると、感光層の厚さ（電荷輸送層５の厚みと表面層６の厚みの和）：ｄと、感光層の屈折率：ｎ１と、上記干渉の次数：ｍとの間には周知の如く、
２ｍ＝４ｎ1ｄ／λ2m
２ｍ＋１＝４ｎ1ｄ／λ2m+1
の関係が成り立つので、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。
【０１１７】
従って、上記極大・極小を与える波長：λ2m、λ2m+1が分かると、感光層の光学的膜厚：ｎ1ｄが知られ、さらに、屈折率：ｎ1が分かれば、求める感光層の厚さ：ｄは、
ｄ＝λ2m・λ2m+1／４ｎ1（λ2m―λ2m+1） （１）
として算出することができる。
【０１１８】
屈折率：ｎ1は、電荷輸送層５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９８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隣接する極小と極大を与える各波長：λ2m+1、λ2mと、電荷輸送層５の屈折率：ｎ1とに基づき光透過性の膜の膜厚：ｄを、上記（１）式に従って演算算出することができる。
【０１１９】
即ち、演算手段９８は、スペクトル強度検出手段９７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、上記極小・極大を与える各波長：λ2m+1、λ2mを特定し、電荷輸送層５の屈折率：ｎ1とに基づき光透過性の膜の膜厚：ｄを、上記の（１）式に従って演算算出する。
【０１２０】
上記の如き条件で、実験したところでは感光層の厚さを０．１μｍ以下の分解能で精度良く測定することが出来た。
【０１２１】
感光体１０の構成として、図３（ｃ）の如き構成で、電荷輸送層５の内部に粒径：５００ｎｍのフィラー微粒子を均一に分散させたものの場合や、図３（ａ）の如く、光導電層の表面部分を表面層６とした感光層の場合にも、上記と同様にして、感光層の厚さを０．１μｍ以下の分解能で精度良く測定できた。
【０１２２】
図６は、上に説明した最初の例（感光層が電荷発生層４と電荷輸送層５と表面層６で構成されている場合）において、電荷発生層４の分光吸収特性を９００ｎｍ以下とした場合の検出光の分光スペクトル強度を示している。このように、電荷発生層４の分光吸収特性を９００ｎｍ以下としたことに伴ない、波長：８８０ｎｍ以上で極大と極小が大きく分離した良好な分光スペクトル強度を得ることができている。極大と極種が大きく分離しているので、波長：λ2m、λ2m+1の特定が容易で測定精度を高めることができる。
【０１２３】
上に説明したように、膜厚（感光層の厚み）の演算算出には「感光層の分光屈折率のデータ」が必要であり、上に説明した例では、電荷輸送層の分光屈折率が、制御手段９８に利用可能に記憶されている。光導電性感光体は、画像形成装置の機種毎に種々のものが用いられており、それら感光体における感光層の材質も多岐にわたっている。
【０１２４】
膜厚測定装置９は、その演算手段９８に「厚みを測定すべき感光層の材質」の分光屈折率のデータを利用可能に記憶させておけば良いが、膜厚測定装置の汎用性を高め、複数種の感光体に対して適応できるように、演算手段に「測定対象となりうる１種以上の膜（感光層）の分光屈折率データ」を利用可能に記憶させておくことが好ましい（請求項１３）。
【０１２５】
このようにすると、膜厚測定装置を画像形成装置に組込むときに、複数種の分光屈折率データのうちから、利用すべきデータとして、組込まれる画像形成装置に用いられている感光体のものを指定するのみで良い。なお、演算手段はマイクロコンピュータ等により構成されるが、図１に示す制御手段２０の機能の一部として演算手段９８を構成することができる。
【０１２６】
図７に、感光層の材質における分光屈折率データの具体的な４例を示す。
上に説明したように、膜厚の演算算出においては、分光屈折率：ｎ1は波長：λ2m〜λ2m+1の範囲で一定とみなされる。
図７に示すように、分光屈折率は波長：８００ｎｍ以上の領域では一般に「傾きが小さい」ので、波長：λ2m〜λ2m+1を特定する測定波長領域を８００ｎｍより大きい範囲とすることにより、分光屈折率を波長：λ2m〜λ2m+1の範囲で一定とみなすことによる誤差を小さくできる。
【０１２７】
上に説明したように、膜厚測定装置９により、支持基板上に下引層を介して光透過性の膜を形成してなる被測定物における光透過性の膜の膜厚を測定する方法であって、被測定物に対する膜厚測定を可能とする波長領域の波長スペクトル光を放射する光源９１からの光をファイバプローブ９３により導光してその射出部から放射し、この放射光束を対物レンズ９４により被測定物１０に垂直入射させて光透過性の膜に集光させ、光透過性の膜表面と下引層表面とにより反射して互いに干渉した反射光を、対物レンズ９４を介して、ファイバプローブ９３における検出光伝送用ファイバ９２の端面に戻し、検出光伝送用ファイバ９２により分光手段９６に導いて分光し、分光スペクトル強度の隣接する極小と極大を与える各波長：λ2m、λ2m+1と、膜の屈折率：ｎ1とに基づき光透過性の膜の膜厚を演算算出する膜厚測定方法（請求項１）が実施されることになる。
【０１２８】
上に説明したように、この発明の膜厚測定方法・膜厚測定装置では、対物レンズにより、ファイバプローブの射出端から射出する光を被測定物の光透過性の膜に集光させている。このように、対物レンズ９４を用いて集光させる代わりに、ファイバプローブ９５の射出端を、感光層表面から０．５ｍｍの距離に近接させ、射出光を直接感光体１０の表面に照射するようにしたところ、検出光の分光スペクトル強度は図８の如くになった。
【０１２９】
図８から明らかなように、分光スペクトル強度は、振動の振幅（極大値と極小値の差）が極めて小さく、このため、波長：λ2m、λ2m+1の特定が困難となり、信頼性のある測定値を演算算出することができない。
【０１３０】
ここで若干補足すると、上の実施の形態において、分光手段である回折格子として、固定型ツェルニターナ型回折格子で「分光領域：７７０〜１０５０ｎｍ、分解能：０．５ｎｍ／ポイントのもの」を測定用に作製して用いたが、回折格子の波長分解能は、０．７ｎｍ／ポイント〜０．１ｎｍ／ポイントの範囲とすることが好ましい。
【０１３１】
波長分解能を高められる検出器としては、フォトダイオードより感度が高く、素子数が最大で５０００画素に及ぶＣＣＤがあるが、９００ｎｍを過ぎたあたりからノイズが重畳してくる問題がある。
【０１３２】
回折格子の波長分解能を高めることは、電気信号取得時のサンプリング周波数を高めることと同じであり、厚膜化した膜や「フィラー含有に伴い高周波化された干渉スペクトル」の場合、情報を欠落することなく離散サンプリングでき、補強用のフィラー微粒子を分散させた表面層をもつ場合の膜厚測定を高精度に行うことが容易である。
【０１３３】
１例として、上記膜厚測定装置における回折格子９６に代え「波長分解能：１．２ｎｍ／ポイントのもの」を用い、図３（ｂ）の構成の光導電性感光体を対象として計測を行ったところ、１０回計測での測定膜厚値の平均バラツキが０．８μｍとなり、０．１μｍ以下の分解能での測定ができなかった。
【０１３４】
このように、分解能：１．２ｎｍ／ポイントでは表面層に分散させたフィラー粒子の粒子径或いは凝集径が０．８μｍ以下の場合は、十分なスペクトル取得が出来ない。逆に、分解能：０．１ｎｍ以下はオーバースペックで、カーブフィットアルゴリズムの計算時間も長くなり、領域も広く取れなくなる。
【０１３５】
また、上記の如く、上の実施の形態で用いた回折格子９６として、分光領域が７７０ｎｍ〜１０５０ｎｍである物を用いた。このような分光領域のものを用いると、フィラー微粒子径やその凝集径が０．８μｍ以下である場合、膜厚測定に好適な０．８〜１．０μｍ領域の測定波長が確保されるので、この領域に回折格子の分光領域を設定することにより、精度の高い干渉スペクトルの取得が可能になり０．１μｍ精度での膜厚測定が可能になるばかりでなく、回折格子の波長分解能の確保も容易になる。
【０１３６】
分光領域を７７０ｎｍ以下とした場合、測定波長領域がフィラー微粒子の粒子径や凝集径よりも小さな波長領域となるので、「フィラー微粒子やその凝集粒子による散乱や回折」の影響を受け、膜厚計測の為の分光スペクトル強度が取得できない。また、分光領域を１０５０ｎｍ以上とした場合、スペクトル強度検出手段であるフォトダイオードの感度域の上限で、これから上の分光領域ではフォトダイオードによる干渉スペクトルの取得ができない。
【０１３７】
図９に、請求項２３記載の膜厚測定装置の実施の１形態を示している。繁雑を避けるため、図４示した膜厚測定装置の各部と同一のものについては図４（ａ）におけると同一の符号を付した。
【０１３８】
図９に示す膜厚測定装置９Ａが図４のものと異なる点は、図９の膜厚測定装置９Ａは、図４に示した膜厚測定装置９の構成に加えて「所望波長領域のスペクトル光を放射する光源から放射される光のうち、不要波長領域の光」をカットするフィルタ９９を光源９１の側に有する点のみであり、他の部分は図４に示すものと同じである。
【０１３９】
フィルタ９９として、例えば、前述した「７２０〜１０５０ｎｍの波長領域」の光を透過させる「シャープカットフィルタ」を用いることにより、測定対象としての光導電性感光体に対し光疲労等のダメージを与えることなく良好な膜厚測定を行うことが可能となる。
【０１４０】
上に説明した実施の形態において、図３（ｂ）に示す構成の光導電性感光体を対象とした膜厚測定で、電荷発生層４の分光吸収特性を９００ｎｍ以下とした場合の検出光の分光スペクトル強度を図６に示した。
【０１４１】
上に説明した実施の形態においては、分光スペクトル強度における隣接する極小と極大を与える各波長：λ2m+1、λ2mとして「７７０ｎｍ〜８５０ｎｍの波長領域の値」を用いて演算を行った。
【０１４２】
図６に示す分光スペクトル強度を与える光導電性感光体はまた、その下引層として形成された中間層が「９００ｎｍ以上の波長領域の光を透過させる性質」を持ち、図６における「９００ｎｍ以上の波長領域」での分光スペクトル強度は、支持基板である導電性基体の表面による反射光と表面層の表面による反射光の干渉によるものである。
【０１４３】
即ち、図６に示す分光スペクトル強度を与える光導電性感光体に対して光源９１から照射されたスペクトル光は「下引層を透過する波長領域（９００ｎｍ以上の波長領域）」を含んでおり（請求項２４）、従って、分光スペクトル強度における隣接する極小と極大を与える各波長：λ2m+1、λ2mとして、９００ｎｍ以上の波長領域の値を用いると「下引層と光透過性の膜との膜厚和」を測定できる。この測定を行う膜厚測定装置の構成は、図４に示すものでも図９に示すものでも良い。
【０１４４】
即ち、上記のようにすることにより、支持基板上に下引層を介して光透過性の膜を形成してなる被測定物における、下引層と光透過性の膜との膜厚和を測定する方法であって、下引層を透過する波長領域（波長：９００ｎｍ以上）を含むスペクトル光を放射する光源９１からの光をファイバプローブ９３により導光してその射出部から放射し、この放射光束を対物レンズ９４により被測定物１０に垂直入射させて光透過性の膜に集光させ、光透過性の膜表面と支持基板の表面とにより反射して互いに干渉した反射光を、対物レンズ９４を介してファイバプローブ９３における検出光伝送用ファイバの端面に戻し、検出光伝送用ファイバにより分光手段９６に導いて分光し、分光スペクトル強度の隣接する極小と極大を与える各波長と、膜の屈折率とに基づき膜厚和を演算算出する膜厚測定方法（請求項２１）が実施される。
【０１４５】
このように実施される膜厚測定方法はまた、被測定物１０が、導電性基体２の表面に、微細粒子を分散させた中間層３を下引層として設け、中間層３上に感光層を光透過性の膜として形成された光導電性感光体であり、感光層が、中間層３に接して設けられた電荷発生層４と、この電荷発生層４上に形成された電荷輸送層５とにより構成され、さらに電荷輸送層５の表面側の所定厚さ部分が補強用のフィラー微粒子を分散させた表面層６として構成され、中間層３と感光層４、５、６との膜厚和を測定する膜厚測定方法（請求項２２）である。
【０１４６】
図１０に具体的な測定結果の１例を示す。
図１０において、横軸は光導電性感光体上の位置（ドラム状感光体の軸方向の位置）、縦軸は膜厚を表し、各黒点が膜厚測定値を表す。図１０における「下の測定値」は、測定波長領域として７７０ｎｍ〜８５０ｎｍの範囲を用いたものであり、この膜厚は「中間層の表面と感光層の表面との間の距離」を与える。
【０１４７】
図１０における「上の測定値」は、測定波長領域として９００ｎｍ〜１０４０ｎｍの範囲を用いたものであり、この膜厚は「導電性基体の表面と感光層の表面との間の距離（感光層の膜厚と中間層の厚さの膜厚和）」を与える。従って、これら測定値の間隔は「中間層（下引層）の厚さ」になる。
【０１４８】
上記膜厚和を求めるに当たっては、９００〜１０４０ｎｍの波長領域内において、分光スペクトル強度の隣接する極小・極大を与える各波長：λ2m+1 、λ2mを特定し、電荷輸送層５の屈折率：ｎ1と状規格波長とに基づき、光透過性の膜の膜厚：ｄを、上記（１）式に従って演算算出する。このとき中間層３の屈折率は「電荷輸送層５の屈折率で代用」する。代用することにより発生する誤差分は「補正式により補正する」こともできるが、真値との誤差は高々０．２μｍほどであり、殆どの場合補正を必要としない。
【０１４９】
上記の如き条件で、実験したところでは感光層と中間層の膜厚和を０．１μｍ以下の分解能で精度良く測定することが出来た。
【０１５０】
感光体１０の構成として、図３（ｃ）の如く「電荷輸送層５の内部に粒径：５００ｎｍのフィラー微粒子を均一に分散させたもの」や、図３（ａ）の如く「光導電層の表面部分を表面層６としたもの」の場合にも、上記と同様にして、感光層と中間層の膜厚和を０ ．１μｍ 以下の分解能で精度良く測定できた。
【０１５１】
「感光層の分光屈折率のデータ」は、前述の如く、膜厚測定装置９の演算手段９８に「厚みを測定すべき感光層の材質」の分光屈折率のデータを利用可能に記憶させておけば良く、膜厚測定装置の汎用性を高め、複数種の感光体に対して適応できるように、演算手段に「測定対象となり得る（例えば、図７に示す如き）１種以上の膜（感光層）の分光屈折率データ」を利用可能に記憶させておくのがよい。
【０１５２】
図１に実施の形態を示した画像形成装置における膜厚測定装置９として、図９に示す如きものを用いることにより、請求項２５または２６記載の画像形成装置の実施の形態を得ることができる。
【０１５３】
以下には、請求項２７以下の光導電性感光体の製造方法につき、実施の形態を説明する。
【０１５４】
光導電性感光体が適正な機能を発揮するには、前述したように「感光層が適正な厚さを持つ」ことが必要であり、上には「画像形成装置の使用に伴なう感光層の厚さの経時的な変化」を測定する場合を説明した。しかし、感光層の厚さの測定は感光体の製造時にも必要となる。例えば、製造された感光体の感光層が所定の適正な厚みを有するかを検査する場合等である。
【０１５５】
また、この発明の膜厚測定方法・装置は、光導電性感光体を製造する際に感光層の厚さを適正な厚さに調整するのにも利用できる。
感光体の耐久性を向上させる手段として、感光層にフィラーを添加したり、感光層の表面部分を「フィラーを分散させた表面層」とすることについては先に説明した。
【０１５６】
光導電性感光体の製造において、導電性基体上に感光層を塗布する方法として、浸漬塗工法、リング塗工方、スプレー塗工法などが知られているが、「補強用のフィラー微粒子を分散させた塗液を塗布」する場合、浸漬塗工法やリング塗工法は技術的に難点が多い。
【０１５７】
「スプレー塗工法」は、少量の塗布液により様々な基体に対して感光層塗膜を形成でき、塗布液の物性の制御や塗工装置の維持管理が比較的容易であるという利点を有し、フィラー微粒子を分散させた塗工液でも均一な膜を塗布形成できる利点がある。
【０１５８】
従って「補強用のフィラー微粒子を分散させた感光層を溶解する溶媒を含んだ塗液」を塗布する場合はスプレー塗工法が適している。
【０１５９】
表面層を塗布、乾燥硬化後の製品の感光層の膜厚が変動していると、感光体の電気特性が変化し、異常画像の原因となるが、製造工程中「湿潤状態で膜厚のモニタ」が可能となれば、スプレー塗工工程中に膜の状況把握が可能となり、液物性或いは塗工条件を調整することにより、膜厚が最適化された高品位の光導電性感光体の製造が可能となる。
【０１６０】
請求項２７以下の光導電性感光体の製造方法では、補強用のフィラー微粒子を分散させた塗液をスプレー塗工法によって塗布した湿潤膜厚を含む「中間層の表面と光透過性の表面層の表面との間の膜厚」を、表面層が湿潤状態でも上述の膜厚測定装置を用いて精度良く測定する膜厚測定工程を備え、膜厚測定工程に基づいてスプレー塗布条件を制御して塗布量を調整し、膜厚を最適化して高品位の感光体を得る。
【０１６１】
即ち、導電性基体上の下引層を含む感光層の上層に「フィラーを分散させた塗液をスプレー塗工法によって塗布し表面層を形成し、乾燥硬化」する製造方法において、スプレー塗布された塗膜を加熱乾燥する前に、湿潤状態での膜厚が「中間層の表面または導電性基体の表面と、湿潤状態の表面層の表面との間の距離」を上述の膜厚測定装置で測定し、測定された湿潤膜厚に基づいて乾燥膜厚を推定し、推定結果に基づき以後のスプレー塗工工程における塗布条件を制御して塗布量を調整する。
【０１６２】
上記の如くこの発明の膜厚測定装置によれば、スプレー塗工された補強用のフィラー微粒子を含んだ表面層でも膜厚測定が可能であり、湿潤膜厚に対する測定結果を、スプレー塗工中或いは放置乾燥中に「直後のスプレー塗工工程の塗布条件」に反映でき、感光体の（フィラーを含んだ）表面層の膜厚均一性を高め、安定した画像品質を有する光導電性感光体が得られる。また、生産性を高め、良品率を向上させる事が可能となる。
【０１６３】
請求項２８記載の方法のように、導電性基体の軸方向に湿潤膜厚を多点測定する場合「一般に、スプレー塗工工程では導電性基体の周方向の膜厚は回転塗布によりほぼ同じであるので、多点測定により湿潤膜厚の軸方向の膜厚プロファイルを知ることができ、乾燥硬化後の「軸方向の膜厚プロファイル」の推定も容易となり、推定結果に基づいて、以後のスプレー塗工工程における塗布条件を制御して、塗布量を調整することにより、フィラーを含んだ表面層の均一性を高めて良好な光導電性感光体を得ることができる。
【０１６４】
塗液の物性、スプレー塗工装置、導電性基体などの条件が同じであれば、スプレー塗工における湿潤膜厚は吐出量に応じて変化する。具体的には、吐出量が多くなると膜厚が厚くなり、少なくなると薄くなる。従って、吐出量を制御することでスプレー塗布膜厚を高精度に制御できる。
【０１６５】
このように、スプレー塗工工程を伴なう製造方法で膜厚測定を行う場合、膜厚測定装置に用いられる対物レンズは、レンズ径：φ２５ｍｍ以上３０ｍｍ以下の条件下で、被測定物の表面から５０ｍｍ以上７０ｍｍ以下離して垂直入射させるのが好ましい。対物レンズが、湿潤状態の膜に近過ぎると「拡散するスプレー塗布液」が対物レンズにかかり、対物レンズを汚損して測定検出力を低下させる虞がある。この問題は、被測定物から対物レンズを離せば解決されるが、離しすぎると対物レンズに戻る光量が低下し膜厚測定に支障をきたす。
【０１６６】
対物レンズは、被測定物への光の集束度・集光度を高めるために用いられる。大径のレンズを使用すると集束度・集光度を高めることができるが、測定に必要な「垂直入射／垂直受光」の基本原理が崩れ、測定光が膜に斜めから入るようになり測定誤差を生じる。対物レンズ径：φ２５ｍｍ以上３０ｍｍ以下の条件下で、被測定物の表面から５０ｍｍ以上７０ｍｍ以下離して垂直入射させるように構成することにより、スプレー塗工工程でも、塗液の影響を受けず、十分な測定光の集束度と集光性を確保出来る。
【０１６７】
この発明の光導電性感光体の製造方法において行われるスプレー塗工工程は、公知のスプレー塗布装置を用いて行うことができる。
【０１６８】
乾燥硬化した膜の厚さを推定するために「スプレー湿潤膜厚と乾燥膜厚との相関関係」を予め求めておく。即ち、種々の吐出量で塗布を行い、湿潤膜厚と乾燥膜厚とを膜厚測定装置で測定して相関関係のデータを蓄積し、測定した湿潤膜厚に対応する乾燥膜厚が推定される。
【０１６９】
その場合、スプレー塗工工程後の湿潤膜厚は、放置乾燥中に時間経過に従って変化するが、液物性・放置乾燥条件が同じであれば、湿潤膜厚の経時変化の挙動は同じとなり、同一時間経過時であれば膜厚変動に及ぼす影響は少ない。湿潤膜厚は、スプレー塗工中に測定する事も可能であるが、一定時間放置した後膜厚測定をすると高精度な膜厚測定が可能となる。
【０１７０】
この場合の放置乾燥の時間は、測定した湿潤膜厚に基づく推定結果が次のスプレー塗布にフィードバックできるように設定すれば良く、スプレー塗布直後の時点から「次のスプレー塗布の直前時点」までの時間として設定される。具体的には１〜３０分、好ましくは２〜３分に設定される。１分より短いと「湿潤膜からの自然乾燥による溶剤の気化」が不充分で、自然乾燥による膜厚変化が最も激しいときであるため、膜厚測定値のバラツキも大きくなる。３０分より長いと、次ぎのスプレー塗工工程へのフィードバックが間に合わなくなる。
【０１７１】
湿潤膜の膜厚測定工程は、スプレー塗工工程直後の膜厚減少による測定誤差を低減するため、できる限り短時間で測定を終了させる必要が有るが、この発明の膜厚測定装置では、導電性基体の軸方向に１０ｍｍピッチで３０ポイントの計測を１５〜４５秒程度で計測できる。
【０１７２】
以下、図３（ｂ）に構成を示した光導電性感光体を例にとって説明する。
中間層３は、結着樹脂中に粒子・微細粒子を分散した構成のものであり必要に応じてバインダが加えられる。
【０１７３】
結着樹脂としてはポリビニルアルコール、ニトロセルロース、ポリアミド、ポリ塩化ビニル等の熱可塑性樹脂、ポリウレタン、アルキドーメラミン樹脂などの熱硬化性樹脂などを利用できる。
【０１７４】
中間層３に分散させる粒子としては酸化チタン、酸化アルミニウム、酸化錫、酸化亜鉛、酸化ジルコニウム、酸化マグネシウム、シリカ及びこれらの表面処理品を用い得るが、分散性・電気的特性において酸化チタンが好適である。酸化チタンはルチル型とアナターゼ型のいずれのものも用い得るが、無色透明顔料としては屈折率の大きなルチル型の酸化チタンが好ましい。
【０１７５】
中間層３に分散させる微細粒子は、表面反射率を高くすることを考えると粉末状態で白色を呈し、裏面隠蔽力（導電性基体に対する光遮蔽力）がある無色透明顔料が好ましく、無色透明であれば選択的な波長吸収が無いので、全可視域領域で表面反射・内部多重屈折が可能となり、この時、良好な干渉スペクトルの取得が可能となる。
【０１７６】
バインダ樹脂としては、屈折率の小さなアルキド樹脂、メラミン樹脂、アクリル樹脂、酢ビ樹脂などが好ましい。
上記の如き中間層３を実現するには、例えば、上述の結着樹脂を有機溶剤中に溶解し、その溶液中に上述の粒子をボールミル、サンドミル等の手段で分散し、導電性基体上に塗布・乾燥すれば良い。
【０１７７】
電荷発生層４は前述したように「特定波長光の照射により正負の電荷対を発生させる層」であって、電荷発生物質を主成分とする層であり、必要に応じてバインダ樹脂が加えられる。電荷発生材料としては、無機系材料あるいは有機系材料の何れも用いることができる。
【０１７８】
無機系材料としては、結晶セレン、アモルファスセレン、セレンーテルル、セレン−テルル−ハロゲン、セレンーヒ素等のセレン化合物やアモルファスシリコンなどが挙げられる。アモルファスシリコンにおいては、ダングリングボンドを水素原子、ハロゲン原子でターミネートしたものや、ホウ素原子、リン原子等がドープされたものを好適に用いることができる。
【０１７９】
有機系材料としては、例えば、金属フタロシアニン、無金属フタロシアニンなどのフタロシアニン系顔料、アズレニウム塩顔料、スクエアリック酸メチン顔料、カルバゾール骨格を有するアゾ顔料、トリフェニルアミン骨格を有するアゾ顔料、ジフェニルアミン骨格を有するアゾ顔料、ジベンゾチオフェン骨格を有するアゾ顔料、フルオレノン骨格を有するアゾ顔料、オキサジアゾール骨格を有するアゾ顔料、ビススチルベン骨格を有するアゾ顔料、ジスチリルオキサジアゾール骨格を有するアゾ顔料、ジスチリルカルバゾール骨格を有するアゾ顔料、ペリレン系顔料、アントラキノン系または多環キノン系顔料、キノンイミン系顔料、ジフェニルメタン及びトリフェニルメタン系顔料、ベンゾキノン及びナフトキノン系顔料、シアニン及びアゾメチン系顔料、インジゴイド系顔料、ビシベンズイミダゾール系顔料等、公知の材料を用いることができる。これらの電荷発生物質は、単独または２ 種以上の混合物として用いることができる。
【０１８０】
必要に応じて用いられるバインダ樹脂としては、ポリアミド、ポリウレタン、エポキシ樹脂、ポリケトン、ポリカーボネート、シリコーン樹脂、アクリル樹脂、ポリビニルブチラール、ポリビニルホルマール、ポリビニルケトン、ポリスチレン、ポリーＮ−ビニルカルバゾール、ポリアクリルアミドなどを挙げることができる。これらバインダ樹脂は、単独または２ 種以上の混合物として用いることができる。
【０１８１】
電荷発生層４には、必要に応じて電荷輸送物質を添加して良い。
【０１８２】
電荷発生層４を形成する方法は大別すると、真空薄膜製法と溶液分散系からのキャスティング法とがある。真空薄膜作製法としては、真空蒸着法、グロー放電分解法、イオンプレーティング法、スパッタリング法、反応性スパッタリング法、ＣＶＤ法などであり、上述した無機系材料あるいは有機系材料を用いて電荷発生層を良好に形成できる。
【０１８３】
キャスティング法によって電荷発生層４を形成するには、上述した無機系もしくは有機系電荷発生物質を、必要に応じてバインダ樹脂と共にテトラヒドロフラン、シクロヘキサノン、ジオキサン、ジクロロエタン、ブタノン等の溶媒を用いてボールミル、アトライター、サンドミルなどにより分散し、分散液を適度に希釈・塗布して乾燥させれば良い。
【０１８４】
塗布方法は、浸漬塗工法、スプレーコート法、ビートコート法などを利用できる。電荷発生層の膜厚は、０．０１〜１μｍ程度が適当であり、特に０．０５ 〜０．５μｍの範囲が好ましい。
【０１８５】
電荷輸送層５は電荷輸送物質を主成分としてなり、電荷輸送物質及び必要に応じてバインダ樹脂を適当な溶剤、例えば、テトラヒドロフラン、ジオキサン、トルエン、モノクロベンゼン、ジクロルエタン、塩化メチレン、シクロヘキサノンなどに溶解あるいは分散し、溶液あるいは分散液を塗布・乾燥させることにより形成できる。電荷輸送層５には、必要により、可塑剤、レベリング剤などを添加することもできる。
【０１８６】
電荷輸送物質には正孔輸送物質と電子輸送物質があり、電子輸送物質としては、例えばクロルアニル、ブロムアニル、テトラシアノエチレン、テトラシアノキノジメタン、２，４，７−トリニトロー９−フルオレノン、２，４，５，７―テトラニトロキサントン、２，４，８−トリニトロチオキサントン、２，６，８−トリニトロー４Ｈ−インデノ［１，２−ｂ］チオフェン−４−オン、１，３，７−トリニトロジベンゾチオフェンー５，５−ジオキサイド、３，５−ジメチル−３’，５’−ジタ−シヤリーブチル−４，４’−ジフェノキノンなど公知の電子受容性物質を挙げることができる。これらの電子輸送物質を単独または２種以上の混合物として用いることができる。
【０１８７】
正孔輸送物質としては、オキサゾール誘導体、オキサジアゾール誘導体、イミダゾール誘導体、トリフェニルアミン誘導体、９−（ｐ−ジエチルアミノスチリルアントラセン）、１，１−ビスー（４−ジベンジルアミノフェニル）プロパン、スチリルアントラセン、スチリルピラゾリン、フェニルヒドラゾン類、α―フェニルスチルベン誘導体、チアゾール誘導体、トリアゾール誘導体、フェナジン誘導体、アクリジン誘導体、ベンジフラン誘導体、ベンズイミダゾール誘導体、チオフォン誘導体などを挙げることができ、これらの正孔輸送物質を単独または２種以上の混合物として用いることができる。
【０１８８】
電荷輸送物層に用いられるバインダ樹脂には、ポリカーボネート（ビスフェノールＡ型、ビスフェノールＺ型等）、ポリエステル、メタクリル樹脂、アクリル樹脂、ポリエチレン、塩化ビニル、酢酸ビニル、ポリスチレン、フェノール樹脂、エポキシ樹脂、ポリウレタン、ポリ塩化ビニリデン、アルキッド樹脂、シリコン樹脂、ポリビニルカルバゾール、ポリビニルブチラール、ポリビニルホリマール、ポリアクリレート、ポリアクリルアミド、フェノキシ樹脂などを用いることができる。
【０１８９】
これらバインダ樹脂を単独または２種以上の混合物として用いることができるが、バインダ樹脂の使用量は、電荷輸送物質：１００重量部に対して０〜１５０重量部が適当である。
【０１９０】
バインダ樹脂には、バインダ樹脂としての機能及び電荷輸送物質としての機能を有する高分子電荷輸送物質を用いることもできる。このような高分子電荷輸送物質は、例えば、主鎖および／または側鎖にカルバゾール環を有する重合体や、主鎖及び／または側鎖にヒドラゾン構造を有する重合体、ポリシチレン重合体、主鎖及び／または側鎖に第３ 級アミン構造を有する重合体等を例示できる。電荷輸送層の膜厚は前述の如く１５〜３５μｍ程度が好適であるが、許容される範囲としては５〜１００μｍ程度である。
【０１９１】
電荷発生物質と電荷輸送物質で構成される単層の感光層（図３（ａ）の感光層３０）に用いられる電荷発生物質及び電荷輸送物質としては、前記材料を用いることができる。
【０１９２】
この発明の光導電性感光体には、感度の低下や残留電位の上昇を防止する目的で、酸化防止剤を添加することができる。酸化防止剤は有機物を含む層ならば何れの層に添加してもよいが、電荷輸送物質を含む層に添加することにより特に良好な効果を得ることができる。この場合、酸化防止剤が添加されても、干渉スペクトルの検出は殆ど影響を受けない。
【０１９３】
耐磨耗性を確保する為に、感光層上に種種の樹脂を主成分とする表面層６を設ける試みがなされている。例えば、特開平８ −１０１５２４ 号公報にはフィラーを添加することによって磨耗量を制御した表面層６が提案されている。表面層中には、前述の添加剤、分散粒子を含有させることができる。
【０１９４】
フィラー粒子をポリマーバインダの中に分散して塗布することにより得られる表面層は形成が容易であり、平滑な表面の形成に適している。用いられるフィラーの１次粒子は、表面層内で光を過剰に散乱させないため、粒径：０ ．８μｍ以下、より好ましくは０ ．５μｍ以下のものが良い。
【０１９５】
感光層の表面層６に分散する有機フィラーには、ポリテトラフルオロエチレンのようなフッ素樹脂粉末、シリコーン樹脂粉末、ａ−カーボン粉末等を挙げることができ、無機フィラーとしては、銅、すず、アルミニウム、インジウムなどの金属粉末、酸化錫、酸化亜鉛、酸化チタン、酸化インジウム、アルミナ等の金属酸化物、チタン酸カリウムなどの無機材料を用いることができ、これらを１種類単独または２種類以上を混合して用いる「電荷移動層あるいは表面層」も好適である。
【０１９６】
フィラー粒子の分散は、表面層用のスプレー塗布液の状態で適当な分散機を用いて行うことができる。
【０１９７】
以下、図３（ｂ）に示す構成の光導電性感光体の場合を例にとって、スプレー塗工工程を説明する。
【０１９８】
「感光層樹脂を溶解しない溶媒を含有する表面層塗工液」を用いて、スプレー塗工を行っても、感光層である電荷輸送層５と表面層６は相溶しない。電荷輸送層５と表面層６が相溶しない場合、電荷輸送層５と表面層６は不連続な層構造となり、上層と下層の間に明確な界面が形成される。
【０１９９】
この様な場合でも、表面層６は電荷輸送層５との屈折率差が大きく無いため界面反射は小さく、膜厚測定工程で使用される測定光は、中間層の表面或いは導電性基体の表面まで到達できる。
【０２００】
「感光層樹脂を溶解する表面層塗工液」を用いてスプレー塗工を行うと、電荷輸送層５と表面層６が相溶する。電荷輸送層５と表面層６が相溶した場合、電荷輸送層５と表面層６は連続した層構造となる。電荷輸送層５と表面層６が連続した層構成となると上層と下層の間に明確な界面が形成されず、膜厚測定工程で使用される測定光は中間層の表面或いは導電性基体の表面まで到達できる。また、このように電荷輸送層５と表面層６が連続した層構造となると、長期的使用における機械的耐久性が良好となる。
【０２０１】
このような理由で、一般に、感光層樹脂を溶解する表面層塗工液を用いてスプレー塗工を行い、電荷輸送層５と表面層６を相溶させ、電荷輸送層５と表面層６を連続した層構造とすることが行われている。
【０２０２】
スプレー塗工する表面層６の乾燥硬化後の厚さは、前述の如く３〜６μｍ程度が好ましいが、これを薄くする場合、限界は０ ．１μｍ程度である。０．１μｍ未満の厚さでは表面硬度や強度が十分でなく耐久性に乏しく、厚さが６μｍを越えて厚くなるとると、光走査や光書込みで形成された静電潜像を現像して可視化したときドット再現性が低下する。
【０２０３】
スプレー塗工により形成される表面層の「乾燥硬化後の厚さ」の、より好ましい範囲は０．２〜５．５μｍである。
【０２０４】
表面層６形成用の塗液に「必要に応じて電荷輸送物質」を添加してもよい。電荷輸送物質の例としてはヒドラゾン系化合物、スチルベン系化合物、ピラゾリン系化合物、オキサゾール系化合物、チアゾール系化合物、トリアリールメタン系化合物等を挙げることができる。
【０２０５】
表面層のみでなく電荷輸送層塗液中にフィラー粒子を添加して、スプレー塗工により膜を形成し、光導電性感光体の耐磨耗性を改善することも有効である。
【０２０６】
図１１は、光導電性感光体の製造方法を実施するための装置の１例を概念的に示している。
符号１００は、図３（ｂ）に示した構成の光導電性感光体において「導電性基体２上に中間層３と電荷発生層４と電荷輸送層５を形成された状態のもの（以下「スプレー対象物」と呼ぶ）」であり、この状態でスプレー塗工工程により表面層６となる部分を形成されることにより光導電性感光体として完成する。
【０２０７】
符号１１１はスプレー塗工装置におけるスプレーガンを示す。スプレーガン１１１は、液タンク１１３に蓄えられた塗液を送液ポンプ１１２により供給されて、スプレー対象物１００にスプレー塗工を行う。このとき、スプレー対象物１００は軸の回りに等速回転され、スプレーガン１１１は上記軸の方向へ等速的に移動しつつスプレーを行う。スプレー塗工は、複数回のスプレーを行うことにより実効される。
【０２０８】
符号１２０は「膜厚測定装置」であり、ここで用いられているのは、図９に示す膜厚測定装置９Ａである。フィルタ９９を除く各部の構成は、先に図４に即して説明したものと同じ物である。対物レンズ９４はレンズ径：２５．４ｍｍ、焦点距離３０ｍｍの「アクロマティックレンズ」で、スプレー対象物１００の表面から７０ｍｍ離れた位置に位置される。フィルタ９９は前述した「７２０〜１０５０ｎｍの波長領域」の光を透過させる「シャープカットフィルタ」である。
【０２０９】
膜厚測定装置１２０はスプレー対象物１００の軸方向へ移動可能である。
即ち、スプレー塗工工程において、スプレー対象物１００を回転させつつ、その軸方向へスプレーガン１１１を移動させてスプレーを行い、スプレーにより湿潤膜が形成されたのち、前述したように２分間放置乾燥させたのち、膜厚測定装置１２０をスプレー対象物１００の軸方向へ移動させ、例えば１０ｍｍ間隔で３０位置での膜厚測定（多点測定）を行う。
【０２１０】
膜厚測定の結果は演算手段１２１に入力される。演算手段１２１は、上記スプレーにより形成された湿潤膜の膜厚測定結果に応じ「測定された湿潤膜厚と乾燥硬化膜厚との相関関係」から「測定された湿潤膜厚に対応する乾燥硬化膜厚」を推定し、以後のスプレーを続行して所望の膜厚が得られるように、塗液の吐出量を決定する。
【０２１１】
このように決定された吐出量は制御手段１２２（演算手段１２１と共にマイクロコンピュータにより構成される）に入力され、制御手段１２２は、以後のスプレーを行う際に、送液ポンプ１１２を制御し、上記吐出量に従ってスプレーを行わせる。湿潤膜厚の測定が終了したスプレー対象物１００は、続いて乾燥機により加熱乾燥され、湿潤膜が硬化される。
【０２１２】
【実施例】
以下、光導電性感光体の製造方法に関する具体的な実施例を説明する。
【０２１３】
図３（ｂ）に示す構成の光導電性感光体の製造を目的とし、導電性基体２として、管径：φ３０ｍｍの切削アルミニウム素管（周面を切削により粗面化したチューブ）を用意した。
【０２１４】
「導電性基体」としては、アルミニウム管やニッケルベルト（メッキと同じ方法で析出させて形成されるベルト状の金属基体）等の金属基体、プラスチックベルト（ポリエステルフィルムにアルミ蒸着や導電性樹脂コートを施して導電性のベルトとしたもの）等公知の種々のものを利用できるが、上記のアルミニウム素管は切削、しごき、引き抜き等の表面加工を施すことができ、導電性基体として好適である。
【０２１５】
無色透明顔料である酸化チタンを平均粒子径：０．２５μｍの粒子として７０重量部、アルキッド樹脂（商品名：ベッコライトＭ６４０１−５０−Ｓ（固形分５０ ％）：大日本インキ化学工業製）：１５重量部、メラミン樹脂（商品名：スーパーベッカミンＬ−１２１−６０（固形分６０ ％）：大日本インキ化学工業製）：１０重量部、メチルエチルケトン：１００重量部を混合し、混合物をボールミルで７２時間分散して「塗液」とした。
【０２１６】
この塗液をアルミニウム素管に「浸漬法」で塗布し、１３０℃の温度で２０分間乾燥して、膜厚：３．５μｍの中間層（下引層）３が得られた。
【０２１７】
ポリビニルブチラール（ＢＭ−２：積水化学工業社製）：４重量部をシクロヘキサノン：１５０重量部に溶解した樹脂液に、トリスアゾ系顔料：１０重量部を添加し、ボールミルで７２時間分散した後、シクロヘキサノン：２１０重量部を加えて３時間分散を行い、９００ｎｍ以下に吸収ピークを持つ塗液を得、これを中間層３上に「浸漬法」で塗布し、１３０℃の温度で１０分間乾燥して膜厚：０．２μｍの電荷発生層４を形成した。
【０２１８】
上記「トリスアゾ系顔料」の化学式を図１２（ａ）に示す。
【０２１９】
次に、電荷輸送物質（化合物）：７重量部、ポリカーボネート樹脂（ユーピロンＺ２００：三菱ガス化学社製）：１０重量部、シリコーンオイル（ＫＦ−５０：信越化学工業社製）：０．００２重量部をテトラヒドロフラン：１００重量部に溶解した塗工液を上記電荷発生層上に浸漬法により塗布し、１３０℃の温度で２０分間乾燥して、平均膜厚２２μｍの電荷輸送層５を形成した。
【０２２０】
上記「電荷輸送物質」の化学式を図１２（ｂ）に示す。
【０２２１】
以上のようにして、図１１に示したスプレー対象物１００が得られる。
【０２２２】
表面層用の塗工液は、電荷輸送層５に用いた電荷輸送物質及び、ビスフェノールＺ型ポリカーボネート及び、シリカ微粒子（ＫＭＰＸ１００：信越化学製）及び、テトラヒドロフラン及び、シクロヘキサノンを＜混合比（重量）＞電荷輸送物質／ポリカーボネート／シリカ微粒子／テトラヒドロフラン／シクロヘキサノン＝３／４／２／１６０／４０とし、吐出量：７（ｃｃ／ｍｉｎ）でスプレー塗工した。
【０２２３】
表面層６の塗布に関しては予め「表面層用の塗液に関するデータ」を演算手段１２１に入力しておく。具体的には「吐出量に対するスプレー終了後の２分経過後の湿潤状態での膜厚と乾燥硬化後の膜厚」を測定し、これらの相関関係を把握して入力した。
【０２２４】
最終的に得られる光導電性感光体の中間層３の表面と表面層６の表面との間の膜厚を２８μｍに設定し、表面層用の塗液をスプレー後の湿潤膜厚を測定し、測定結果から「最適なスプレー吐出量」を演算処理し、以後のスプレーにおける吐出量を制御した。このようにして連続して５０本の光導電性感光体を作製した。
【０２２５】
１本の感光体が得られた後、この感光体の製造時における吐出量のデータを、次ぎの感光体での吐出量に反映させた。
【０２２６】
このようにして、表面層６を乾燥硬化した光導電性感光体の「中間層の表面と表面層の表面との間の膜厚」を測定したところ、得られた膜厚は２８μｍ±１μｍの範囲に収まっており一定であった。
【０２２７】
結果の一部を以下に示す。
本数 膜厚（μｍ） スプレー吐出量（ｃｃ/ｍｉｎ） 判定
１ ２８．２ ７．５ ＯＫ
５ ２８．１ ７．５ ＯＫ
１０ ２７．８ ７．５ ＯＫ
１５ ２８ ７．７ ＯＫ
２０ ２８．４ ７．９ ＯＫ
２５ ２８．４ ７．９ ＯＫ
３０ ２８．３ ７．９ ＯＫ
３５ ２８．１ ７．９ ＯＫ
４０ ２７．８ ７．９ ＯＫ
４５ ２７．７ ８．１ ＯＫ
５０ ２８．２ ８．３ ＯＫ
上の「ＯＫ」は、品質に問題がないことを表す。
【０２２８】
比較例として、上記と同じ条件であるが、スプレー吐出量を７．５ｃｃ／ｍｉｎに固定して製造を行った結果は、以下の如くである。
【０２２９】
本数 膜厚（μｍ） スプレー吐出量（ｃｃ/ｍｉｎ） 判定
１ ２８．２ ７．５ ＯＫ
５ ２８．１ ７．５ ＯＫ
１０ ２７．６ ７．５ ＯＫ
１５ ２６．９ ７．５ ＮＧ
２０ ２６．７ ７．５ ＮＧ
２５ ２６．７ ７．５ ＮＧ
３０ ２６．５ ７．５ ＮＧ
３５ ２６．５ ７．５ ＮＧ
４０ ２６．３ ７．５ ＮＧ
４５ ２６．１ ７．５ ＮＧ
５０ ２６．１ ７．５ ＮＧ
上記「ＮＧ」は、所定の品質を満足しないことを表している。
このように、スプレー吐出量を制御しない場合、製造本数の増加と伴に感光層の膜厚が減少し、１５本以後は所定の品質を達成できなかった。実施例、比較例で用いたスプレー塗工用の塗液は、経時的に物性が変化し、製作本数の増加に伴い吐出量を増加させないと品質の維持ができないものであり、実施例のように、膜厚測定工程を設けて膜厚測定に基づき吐出量を調整することにより、良好な品質の光導電性感光体を製造できる。
【０２３０】
なお、感光体１０の構成として図３（ｃ）の如き構成で、電荷輸送層５の内部に粒径：５００ｎｍのフィラー微粒子を均一に分散させてスプレー塗工した湿潤膜厚のものや、図３（ａ）の如く、光導電層の表面部分を表面層６としてスプレー塗工により形成する場合も、上記と同様にして良好な光導電性感光体の製造を実現できた。
【０２３１】
【発明の効果】
以上に説明したように、この発明によれば、新規な膜厚測定方法および膜厚測定装置および膜厚測定装置を有する画像形成装置、光導電性感光体および光導電性感光体の製造方法を実現できる。この発明の膜厚測定方法及び装置は、上記の如く「支持基板上に下引層を介して光透過性の膜を形成してなる被測定物における光透過性の膜の膜厚」を、容易、確実且つ高い精度をもって測定することができる。
【０２３２】
そして、このような膜厚測定装置を持つ画像形成装置では、各種の光導電性感光体、特にフィラー微粒子を分散させた表面層を持つ感光層を持つ光導電性感光体における感光層の厚さを極めて精度よく測定でき、光導電性感光体の寿命が尽きることによるトラブルを有効に回避し、光導電性感光体の交換をスムーズに行うことができる。
【０２３３】
また、この発明の光導電性感光体の製造方法によれば、品質の均一な光導電性感光体を容易に且つ確実に製造でき、このように製造された光導電性感光体は品質が均一で信頼性が高い。
【図面の簡単な説明】
【図１】画像形成装置の実施の１形態を説明するための図である。
【図２】図１の画像形成装置における感光層の厚さの測定に基づく光導電性感光体の、交換のための表示を行うプロセスを説明するフロー図である。
【図３】感光体の構成を３例示す図である。
【図４】膜厚測定装置の実施の１形態を説明するための図である。
【図５】膜厚測定装置による測定における分光スペクトル強度の１例を示す図である。
【図６】電荷発生層の分光吸収特性を９００ｎｍ以下とした場合の、検出光の分光スペクトル強度の１例を示す図である。
【図７】感光層の材質における分光屈折率データの具体的な４例を示す図である。
【図８】ファイバプローブの射出端からの射出光を直接感光体表面に照射するようにしたときの分光スペクトル強度の１例を示す図である。
【図９】請求項２３記載の膜厚測定装置の実施の１形態を示す図である。
【図１０】請求項２２記載の膜厚測定方法による測定結果の１例を示す図である。
【図１１】請求項２７記載の製造方法を実施する装置の構成を説明図的に示す図である。
【図１２】実施例に用いた材料物質の化学式を示す図である。
【符号の説明】
９ 膜厚測定装置
１０ 光導電性感光体
９１ 光源
９３ ファイバプローブ
９４ 対物レンズ
９６ 分光手段
９７ スペクトル強度検出手段
【発明の属する技術分野】
この発明は、膜厚測定方法および膜厚測定装置および膜厚測定装置を有する画像形成装置、光導電性感光体および光導電性感光体の製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
光導電性感光体に静電潜像を形成し、この静電潜像を現像して得られるトナー画像をシート状の記録媒体に転写し定着して画像形成を行う画像形成装置は、アナログやデジタルの複写装置、ファクシミリ、各種光プリンタや光プロッタ等として知られている。
【０００３】
光導電性感光体には、酸化亜鉛感光紙のようにトナー画像をそのまま定着されるものもあるが、トナー画像をシート状の記録媒体に転写する方式の画像形成装置で用いられる光導電性感光体は繰返し使用可能なもので、一般に、ドラム状や有端・無端のベルト状に形成され、その周面を１方向へ移動させつつ画像形成の各工程が行われる。
【０００４】
繰返し使用可能な光導電性感光体は一般に、導電性基体上に下引層としての中間層を形成し、この中間層上に光導電性の感光層を「光透過性の膜」として形成した構成となっている。
【０００５】
繰返し使用可能な光導電性感光体を用いる画像形成装置では、光導電性感光体の表面には各種の部材、例えば、帯電ローラや現像ブラシ、転写ローラ、さらにはクリーニングブラシやクリーニングブレード等が物理的に接触し、この物理的接触により、感光層表面が画像形成プロセスの繰返しに伴ない次第に磨耗していく。特に、クリーニングブラシやクリーニングブレードによる摺擦力は大きく、感光層磨耗の大きな要因となる。
【０００６】
このような磨耗に伴ない、感光層の厚みがある程度以上減少すると、光感度が著しく減退したり、帯電特性が劣化して表面を所望の電位に均一帯電させることができなくなったりして、鮮明な画像を形成できなくなる。このようにして光導電性感光体の寿命が尽きる。
【０００７】
かかる事情に鑑み、繰返し使用可能な光導電性感光体の感光層の厚みを経時的に測定し、光導電性感光体の「余命」を検知することが意図されている。
【０００８】
感光層の厚みを測定する方法としては、従来、帯電手段に一定電圧を印可して感光層表面を帯電するときの帯電電流を感光層の厚みと対応させ、帯電電流の経時的な変化を感光層の厚みの経時的な変化に換算する「電流検知方式」や、赤外線を感光層に照射し、中間層で反射される成分の強度から感光層による赤外線の吸収量を測定して層厚を求める「赤外線吸収方式」などが検討されている。
【０００９】
電流検知方式は、測定電流値が温・湿度等の環境の変化に影響されやすく、信頼度の高い測定結果を得るのは必ずしも容易でない。また、感光層の表面には前述の如く、種々の接触物があり、層厚測定時に接触物を通じてある程度の電流漏れが不可避的に生じるため、感光層の層厚を高精度（０．５μｍ以下）で測定することは難しい。
【００１０】
赤外線吸収方式は光学的測定であるから、物理的な接触なしに層厚を測定できる利点を有している。しかしながら、光導電性感光体の感光層には、物理的な接触に対する強度を補強するために、無機や有機のフィラー微粒子が分散されることがあり、このような感光層では「フィラー微粒子による赤外線吸収」が無いため、フィラー微粒子とバインダー樹脂の混合比によっては、必要な計測精度を実現できなかったり、測定自体が不可能になったりし、層厚を測定できる感光層の種類が限られ、汎用性の面から問題がある。
【００１１】
「光透過性の膜」の膜厚を光学的に測定する測定方式として従来から知られた「光干渉膜厚計測方式」により感光層の層厚測定を行うことも考えられるが、従来知られている装置では、感光層に分散されたフィラー微粒子や顔料粒子による散乱の影響、或いは中間層における光拡散、導電性基体（例えば切削された金属基体）の表面粗さによる散乱が原因して、膜厚計測に必要な「分光スペクトル強度の極大・極小が十分に分離した検出光」を得ることができない。
【００１２】
【発明が解決しようとする課題】
この発明は上述した事情に鑑み、支持基板上に下引層を介して光透過性の膜を形成してなる被測定物における光透過性の膜の膜厚を、確実にかつ精度よく測定する膜厚測定方法、この方法を実施するための膜厚測定装置、この膜厚測定装置を有する画像形成装置の実現を課題とする。
【００１３】
この発明はまた、支持基板上に下引層を介して光透過性の膜を形成してなる被測定物における光透過性の膜と下引層の膜厚和を、確実にかつ精度よく測定する膜厚測定方法、この方法を実施するための膜厚測定装置、この膜厚測定装置を有する画像形成装置の実現を課題とする。
【００１４】
この発明は更に、光導電性感光体とその新規な製造方法の提供を課題とする。
【００１５】
【課題を解決するための手段】
請求項１記載の発明の膜厚測定方法は「支持基板上に下引層を介して光透過性の膜を形成してなる被測定物における光透過性の膜の膜厚を測定する方法」であって、以下の如き特徴を有する。
【００１６】
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ファイバプローブにより導光してその射出部から放射し、この放射光束を対物レンズにより被測定物に垂直入射させて光透過性の膜に集光させる。
スペクトル光の「所望波長領域」は、被測定物に対する膜厚測定を可能ならしむる波長領域を意味し、光透過性の膜の構成（フィラー微粒子の分散の有無、フィラー微粒子の粒径、凝集径等）により定められる。以下の説明においても同様である。
【００１７】
光透過性の膜表面と下引層表面とにより反射して互いに干渉した反射光を、対物レンズを介して、ファイバプローブにおける検出光伝送用ファイバの端面に戻し、検出光伝送用ファイバにより分光手段に導き分光する。分光により得られる分光スペクトル強度の隣接する極小と極大を与える各波長と、膜厚を測定すべき膜の屈折率とに基づき、光透過性の膜の膜厚を演算算出する。
【００１８】
即ち、この発明の膜厚測定方法は、上述した周知の「光干渉膜厚計測方式」の原理を利用する。
【００１９】
請求項１記載の膜厚測定方法における測定対象となる「光透過性の膜」の形成された被測定物は、上記の如く「支持基板上に下引層を介して光透過性の膜が形成」され、下引層表面と光透過性の膜の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。
【００２０】
上記被測定物が「導電性基体の表面に、微細粒子を分散させた中間層を下引層として設け、中間層上に、感光層を光透過性の膜として形成された光導電性感光体」である場合には、請求項１記載の膜厚測定方法により「感光層の厚さ」を測定できる（請求項２）。
【００２１】
「導電性基体」としては、アルミニウム管やニッケルベルト等の金属基体、プラスチックベルト等、公知の種々のものを利用できる。上記アルミニウム管は切削、しごき、引き抜き等の表面加工を施すことができ、ニッケルベルトはメッキと同じ方法で析出させて形成されるベルト状の金属基体であり、プラスチックベルトはポリエステルフィルムにアルミ蒸着や導電性樹脂コートを施して導電性のベルトとしたものである。
上記中間層に分散される微細粒子は「顔料」の粒子である。
【００２２】
この請求項２記載の膜厚測定方法において、被測定物である光導電性感光体における感光層は「その表面側の所定厚さ部分を、補強用のフィラー微粒子を分散させた表面層として構成」することができ、この場合には、中間層表面と表面層表面との間の距離を膜厚として測定できる（請求項３）。
【００２３】
また、上記請求項２記載の膜厚測定方法において、被測定物である光導電性感光体における感光層は「中間層に接して設けられた電荷発生層と、この電荷発生層上に形成された電荷輸送層とにより構成」することができ、この場合は、電荷発生層と電荷輸送層の各層厚の和を膜厚として測定できる（請求項４）。
【００２４】
この請求項４記載の膜厚測定方法において、被測定物における「電荷輸送層の表面側の所定厚さ部分」を補強用のフィラー微粒子を分散させた表面層として構成でき、この場合には、中間層表面と表面層表面との間の距離を膜厚として測定できる（請求項５）。
【００２５】
この発明の膜厚測定装置は、請求項１記載の膜厚測定方法を実施する装置であって、光源と、ファイバプローブと、対物レンズと、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（請求項６）。
【００２６】
「光源」は、所望波長領域のスペクトル光（被測定物に対する膜厚測定を可能ならしむる波長領域のスペクトル光）を放射する。
「ファイバプローブ」は、光源からの光を被測定物側へ導光し、射出部から被測定物側に向けて射出させ、被測定物からの反射光を検出光伝送用ファイバにより受光して伝送する。
【００２７】
「対物レンズ」は、ファイバプローブの射出部から射出した照射光を被測定物の膜に向って集光させる。
「分光手段」は、被測定物により反射され、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。
「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。
【００２８】
「演算手段」は、分光スペクトル強度における隣接する極小と極大を与える各波長と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。
そして、照射光は被測定物の表面に垂直入射させられる。
【００２９】
請求項６記載の膜厚測定装置において用いられる対物レンズは、「開口数（ＮＡ）が０．２以上のもの」であることが好ましい（請求項７）。ＮＡ：０．２以上の対物レンズを用いることにより、対物レンズによる集光性を向上させることができ、検出できる反射光の光量が大きくなり、検出光の分光スペクトル強度の良好な検出が可能になる。
【００３０】
請求項６または７記載の膜厚測定装置において、対物レンズは「アクロマティックレンズ」であることが好ましい（請求項８）。対物レンズをアクロマティックレンズとすることにより、集光時・受光時における色収差を除去でき、高い集光性と波長精度の良い分光スペクトル強度を検出できる。
【００３１】
請求項６または７または８記載の膜厚測定装置における光源としては、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」が好ましい（請求項９）。
【００３２】
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。
【００３３】
請求項６〜９の任意の１に記載の膜厚測定装置において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（請求項１０）。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、膜厚測定装置のコンパクト化が可能になる。
【００３４】
請求項６〜１０の任意の１に記載の膜厚測定装置において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（請求項１１）。シリコンフォトダイオードは、小型、軽量、安価であり、後述するように「膜厚測定装置を画像形成装置に組み込む場合」にも回路構成が簡単である。
【００３５】
請求項６〜１１の任意の１に記載の膜厚測定装置において用いられるファイバプローブは、その対物レンズ側端部が「検出光伝送用ファイバの端部を中心とし、これを照射光導光用のファイバの射出側端部が囲繞する」ように構成されたものを用いることができる（請求項１２）。
【００３６】
請求項６〜１２の任意の１に記載の膜厚測定装置において用いられる演算手段に「測定対象となりうる１種以上の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（請求項１３）。
【００３７】
この発明の画像形成装置は「光導電性感光体に静電潜像を形成し、この静電潜像を現像して得られるトナー画像をシート状の記録媒体に転写し、記録媒体上に定着して画像形成を行う画像形成装置」であって、光導電性感光体が「導電性基体の表面に、微細粒子を分散させた中間層を下引層として設け、中間層上に感光層を光透過性の膜として形成された」ものであり、この光導電性感光体の感光層の厚さを測定する手段として、請求項６〜１３の任意の１に記載の膜厚測定装置を有することを特徴とする（請求項１４）。
【００３８】
「シート状の記録媒体」としては、通常の転写紙やＯＨＰシート（オーバヘッドプロジェクタ用のプラスチックシート）等を用いることができる。
この発明の画像形成装置は、アナログやデジタルの複写装置、ファクシミリ装置、光プリンタ、光プロッタ、光製版装置等として実施でき、タンデム式のカラー画像形成装置における「単色画像形成部」としても実施できる。
【００３９】
上記請求項１４記載の画像形成装置は「膜厚測定装置により測定される感光層の厚みが所定値以下となったとき、その旨の表示を行う」ことができる（請求項１５）。
【００４０】
「感光層の厚みの所定値」は、例えば「１００回程度の画像形成プロセスで感光体の寿命が尽きるような厚さ」とすることができ、このような場合、その旨の表示としては、例えば、画像形成装置のコントロールディスプレイに「まもなく感光体の寿命が尽きますので、感光体の交換を行って下さい」等のメッセージとして表示することができる。
【００４１】
あるいは、上記所定値を感光体の寿命限度の厚さとすることもでき、その場合には、上記ディスプレイに例えば「感光体の寿命が尽きました。感光体を交換して下さい」とのメッセージを表示することができ、必要とあれば、このメッセージ表示とともに画像形成装置を「作動できない状態」にすることもできる。
このようにすることにより、光導電性感光体の交換を適切且つスムーズに行うことができ、画像形成プロセスが実行されるときには常に「感光体劣化に起因する画像劣化のない高品位な画像」を得ることが可能になる。
【００４２】
上記請求項１４または１５記載の画像形成装置における光導電性感光体の中間層は「顔料の微細粒子を分散させた３μｍ以上の層厚」を持つことが好ましい（請求項１６）。
【００４３】
請求項１３〜１６の任意の１に記載の画像形成装置における光導電性感光体の感光層は「中間層に接して光導電層を有する」ものであってもよいし（請求項１７）、「中間層に接して設けられた電荷発生層と、この電荷発生層上に形成された電荷輸送層とを有する」ものであってもよく（請求項１８）、感光層の表面側の所定厚さ部分が「補強用のフィラー微粒子を分散させた表面層」として構成されていてもよい（請求項１９）。
【００４４】
請求項１９に記載の画像形成装置に用いられる光導電性感光体のように、感光体表面部分を「補強用のフィラー微粒子を分散させた表面層」とすることにより、感光層表面の磨耗を有効に軽減でき、光導電性感光体を長寿命化できる。
【００４５】
上記請求項１９記載の画像形成装置において、感光層に分散される補強用の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、膜厚測定装置における測定波長領域（分光スペクトル強度の隣接する極大・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とする（請求項２０）。
【００４６】
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とすることにより、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、良好な膜厚測定を実現できる。
【００４７】
フィラー微粒子径やその凝集径が０．８μｍ以下であれば、膜厚測定に好適な０．８〜１．０μｍ領域の測定波長領域が確保され、良好な分光スペクトルを検出でき、フィラーを分散した表面層の残存膜厚を精度良く測定できる。
【００４８】
なお、上記「補強用に分散させるフィラー微粒子」は１種に限らず、２種以上のもの（種類毎に粒径が異なっても良い）を混合して分散させてもよく、各種フィラー微粒子は有機材料・無機材料のものとも使用可能である。上記光導電性感光体の表面近傍の部分はまた「電荷輸送物質」を含むことができる。
【００４９】
請求項２１記載の膜厚測定方法は「支持基板上に下引層を介して光透過性の膜を形成してなる被測定物における、下引層と光透過性の膜との膜厚和を測定する方法」である。即ち、この方法では「下引層と光透過性の膜を合わせたものの厚さ」が測定対象となる。
この方法は以下の如き特徴を有する。
【００５０】
即ち、下引層を透過する波長領域を含むスペクトル光を放射する光源からの光をファイバプローブにより導光してその射出部から放射し、この放射光束を対物レンズにより被測定物に垂直入射させて光透過性の膜に集光させ、光透過性の膜表面と支持基板の表面とにより反射して互いに干渉した反射光を、対物レンズを介してファイバプローブにおける検出光伝送用ファイバの端面に戻し、検出光伝送用ファイバにより分光手段に導いて分光し、分光スペクトル強度の隣接する極小と極大を与える各波長と、膜の屈折率とに基づき膜厚和を演算算出する。
【００５１】
ファイバプローブから被測定物に照射されるスペクトル光は「下引層を透過する波長領域」を含むので、この波長領域の光は下引層を透過して支持基板に到達し、支持基板の表面で反射される。従って、支持基板の表面で反射された上記波長領域の光と、光透過性の膜の表面で反射された光との干渉状態を与える分光スペクトル強度の隣接する極小と極大を与える各波長と、膜の屈折率とに基づき膜厚和を演算算出することができる。
【００５２】
なお、この演算に用いる「膜の屈折率」は、下引層に対しては「光透過性の膜の屈折率」で代用することができる。
【００５３】
測定対象となる被測定物は「支持基板上に下引層を介して光透過性の膜が形成され、支持基板の表面と光透過性の膜の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。
【００５４】
従って、請求項２１記載の膜厚測定方法における測定対象としての被測定物は、「導電性基体の表面に、微細粒子を分散させた中間層を下引層として設け、中間層上に感光層を光透過性の膜として形成された光導電性感光体」で、感光層が「中間層に接して設けられた電荷発生層と、この電荷発生層上に形成された電荷輸送層とにより構成」され、さらに「電荷輸送層の表面側の所定厚さ部分が補強用のフィラー微粒子を分散させた表面層として構成」されたものであることができる（請求項２２）。
この場合には「中間層と感光層との膜厚和」が測定される。
【００５５】
請求項２３記載の膜厚測定装置は、請求項１記載の膜厚測定方法を実施する装置であって、請求項６〜１３の任意の１に記載の膜厚測定装置の構成に加えて、「所望波長領域のスペクトル光を放射する光源から放射される光のうち、不要波長領域の光をカットするフィルタ」を有することを特徴とする。
「不要波長領域」の光は、膜厚測定に寄与しない波長領域の光で、この波長領域の光を照射することにより被測定物（特に光導電性感光体）に光疲労等のダメージを与えるような光であり、被測定物の分光特性（例えば、光導電性感光体の分光感度や分光吸収特性等）により定められる。
【００５６】
被測定物が光導電性感光体の場合、上記不要波長領域は感光層非吸収帯域であることが好ましく、特に近赤外領域であることが好ましい。この場合のフィルタとしては「７２０〜１０５０ｎｍ」の波長領域の光を透過させる「シャープカットフィルタ」等が好適である。
【００５７】
請求項２４記載の膜厚測定装置は、請求項２１または２２記載の膜厚測定方法を実施する装置であって「請求項６〜１３の任意の１に記載の膜厚測定装置の構成またはこの構成に加えて、光源から放射される光のうち、不要波長領域の光をカットするフィルタを有する構成において、下引層を透過する波長領域を含むスペクトル光を放射する光源を用いる」ことを特徴とする。
【００５８】
請求項２３、２４記載の膜厚測定装置において用いられる対物レンズは前述した請求項６記載のもの同様「開口数（ＮＡ）が０．２以上のもの」であることが好ましく、「アクロマティックレンズ」であることが好ましい。また、光源は、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」が好ましい。光源としては他に、４００〜１０５０ｎｍに発光分布を持つＬＥＤ等を利用できる。
【００５９】
分光手段としては「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、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、膜厚測定装置のコンパクト化が可能になる。
【００６０】
同様に、請求項２３、３４記載の膜厚測定装置においても、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。
【００６１】
また、請求項２３、２４記載の膜厚測定装置においても、ファイバプローブはその対物レンズ側端部が「検出光伝送用ファイバの端部を中心とし、これを照射光導光用のファイバの射出側端部が囲繞する」ように構成されたものを用いることができ、演算手段には「測定対象となりうる１種以上の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。
【００６２】
請求項２５記載の画像形成装置は「光導電性感光体に静電潜像を形成し、この静電潜像を現像して得られるトナー画像をシート状の記録媒体に転写し、記録媒体に定着して画像形成を行う画像形成装置」において、光導電性感光体が、導電性基体の表面に、顔料の微細粒子を分散させた中間層を下引層として設け、中間層上に感光層を光透過性の膜として形成されたものであり、光導電性感光体の感光層の厚さを測定する手段として請求項２３記載の膜厚測定装置を有することを特徴とする。
【００６３】
請求項２６記載の画像形成装置は「光導電性感光体に静電潜像を形成し、この静電潜像を現像して得られるトナー画像をシート状の記録媒体に転写し、記録媒体に定着して画像形成を行う画像形成装置」において、光導電性感光体が、導電性基体の表面に、顔料の微細粒子を分散させた中間層を下引層として設け、中間層上に感光層を光透過性の膜として形成されたものであり、光導電性感光体の感光層と中間層の膜厚和を測定する手段として請求項２４記載の膜厚測定装置を有することを特徴とする。
【００６４】
請求項２５記載の画像形成装置や「請求項２６記載の画像形成装置のうちで、請求項２３記載の膜厚測定装置を有するもの」では、膜厚測定装置が「不要波長領域の光をカットするフィルタ」を有するので、膜厚測定装置による感光層（あるいは感光層と下引層の膜厚和）の測定の際に、光導電性感光体に光疲労等のダメージを与えることが無い。
【００６５】
この発明の光導電性感光体の製造方法は、下引層形成工程と、感光性膜形成工程と、スプレー塗工工程と、膜厚測定工程と、塗膜乾燥硬化工程とを備える。 「下引層形成工程」は、導電性基体の表面に微細粒子を分散させた中間層を下引層として塗布、乾燥硬化させる工程である。
【００６６】
「感光性膜形成工程」は、中間層上に感光性の膜を光透過性の膜として塗布、乾燥硬化させる工程である。
「スプレー塗工工程」は、感光性膜形成工程後に「補強用のフィラー微粒子を分散させた塗液」をスプレー塗工法によって塗布する工程である。
【００６７】
「膜厚測定工程」は、スプレー塗工工程で塗布された塗液の湿潤状態で「中間層の表面と塗液表面との間の距離」もしくは「導電性基体の表面と塗液表面との間の距離」を膜厚として測定する膜厚測定工程であり、前述した請求項６〜１３、２３、２４の任意の１に記載の膜厚測定装置を用いて行う。
【００６８】
「塗膜乾燥硬化工程」は、膜厚測定工程後に塗膜を乾燥硬化する工程である。膜厚測定工程で測定された湿潤膜厚に基づいてスプレー塗布条件を制御しつつスプレー塗工工程を実行する。
【００６９】
請求項２７記載の製造方法においては、導電性基体を円筒状もしくはベルト状とし、膜厚測定工程で、導電性基体の軸方向において膜厚を多点測定し、上記軸方向に対する膜厚分布を測定することができる（請求項２８）。
【００７０】
また、請求項２７または２８記載の製造法方において、制御すべきスプレー塗布条件として「膜厚測定工程で測定された湿潤膜厚に基づいて、スプレー塗工工程における塗液の吐出量」を制御して塗布量を調整することができる（請求項２９）。上記請求項２７または２８または２９記載の製造方法は「スプレー塗工工程により形成された表面層が乾燥固化した後に、中間層の表面と表面層の表面との間の距離もしくは導電性基体の表面と表面層の表面との間の距離を測定する工程を有する」ことができる（請求項３０）。
【００７１】
この発明の光導電性感光体は、上記請求項２７〜３０の任意の１に記載の製造方法により製造される光導電性感光体である（請求項３１）。
【００７２】
【発明の実施の形態】
以下、発明の実施の形態を説明する。
最初に画像形成装置の実施の１形態を説明する。
図１は、画像形成装置の実施の１形態を要部のみ説明図的に示している。
【００７３】
図１において、符号１０をもって示す光導電性感光体（以下、単に感光体１０と呼ぶ）は「ドラム状」に形成され、画像形成時には時計回りに所定の回転速度で回転駆動される。
【００７４】
画像形成プロセスは以下の如く行われる。即ち、時計方向に等速回転する感光体１０の周面が帯電手段１１（帯電ローラによる接触式のものを示しているが、コロナ放電式のものや帯電ブラシ等を用いることもできる）により一様に帯電され、帯電された感光体表面が露光される。
【００７５】
図１における符号１２は、図示されない光走査式書込装置による「走査光」を示している。勿論、露光は、アナログ複写機の場合のように「光像照射」によって行うこともできるし、ＬＥＤアレイのような光書込装置による光書込みにより行うこともできる。
【００７６】
露光により感光体１０に形成される静電潜像は現像装置１３により現像され、トナー画像として可視化される。説明中の例では、静電潜像は走査光１２の走査により「ネガ潜像」として形成され、現像装置１３による反転現像によりポジの「トナー画像」となる。
【００７７】
トナー画像を転写されるべきシート状の記録媒体（転写紙や、オーバヘッドプロジェクタ用のプラスチックシートであるＯＨＰシート等）Ｓは、転写ベルト１４の外周面に保持されて図の左方へ搬送されつつ、転写部においてトナー画像に重ね合せられ、転写手段１５（転写ブラシによるものを例示しているが、転写ローラを用いることもできるし、コロナ放電式のものを用いることもできる）を通じて印加される転写バイアス電圧によりトナー画像を転写される。
【００７８】
トナー画像を転写された記録媒体Ｓは定着部へ搬送され、図示されない定着装置によりトナー画像を定着され、装置外へ排出される。なお、トナー画像のシート状の記録媒体への転写は、上記のように、感光体１０上から記録媒体Ｓ上へ直接的に転写しても良いが、中間転写ベルトのような中間転写媒体を介して記録媒体への転写を行うようにしてもよい。
【００７９】
トナー画像転写後の感光体１０は、クリーニング装置１６により、感光層表面に残留している転写残りのトナーや紙粉等を除去される。即ち、感光体１０の表面は先ずクリーニングブラシ１８によりブラッシングされ、次いでクリーニングブレード１７の当接エッジ部により摺擦される。
【００８０】
クリーニングブラシ１８、クリーニングブレード１７により感光体表面から除去されたトナーは、廃トナー搬送スクリュー１９により、図示されない廃トナー収容部に搬送される。クリーニングブレード１７は、感光体１０に対する接触圧が特に大きい。
【００８１】
このように、画像形成プロセスが実行される際、感光体１０の表面には帯電手段１１やクリーニングブラシ１８、クリーニングブレード１７等が接触し、これら接触物により、感光体１０の感光層は徐々に削られて磨耗する。
【００８２】
磨耗に伴ない、感光層の層厚が一定値以下になると、光感度の減退や帯電特性の劣化が生じ、良好な画像形成を行えなくなる。図１の実施の形態においては、感光体１０の感光層の層厚を膜厚測定装置９により測定し、その結果、層厚が所定の厚さ以下になった場合に、その旨の表示を行うようにしている。
【００８３】
即ち、膜厚測定装置９による膜厚測定（膜厚測定は、常時行うようにしてもよいし、画像形成プロセス複数回に対して１回の割合というように間欠的に行ってもよい）の測定結果である膜厚は、マイクロコンピュータ等で構成された制御手段２０に入力される。
【００８４】
図２のフロー図に示すように、制御手段２０は「予め設定された膜厚値：ＤＡ、ＤＢ」を記憶している。膜厚値：ＤＡは「感光体１０の機能は正常であるが、例えば、画像形成プロセス１００回くらいで感光体としての正常な機能が果たせなくなるような膜厚」であり、膜厚値：ＤＢは感光体１０の寿命が尽きる厚さである。
【００８５】
制御手段２０は、膜厚（感光層の厚み）の測定値：Ｄを上記膜厚値：ＤＡ、ＤＢと比較する。Ｄ＞ＤＡであるときは、感光体１０は正常に機能し、画像形成プロセスに支障はなく「画像形成可能」である。
【００８６】
ＤＡ≧Ｄ＞ＤＢでは、感光体１０は正常に機能し、画造形成プロセスに支障はないが、近い将来に感光体１０の寿命が尽きるので、その旨を表示：Ａとして、例えば、前述のように、画像形成装置のコントロールディスプレイに「まもなく感光体の寿命が尽きますので、感光体の交換を行って下さい。」等のメッセージとして表示する。
【００８７】
Ｄ≦ＤＢであるときは感光体１０の寿命が尽きているので、この場合にはその旨の表示：Ｂとして、例えば前述のように、上記ディスプレイに「感光体の寿命が尽きました。感光体を交換して下さい。」とのメッセージを表示し、画像形成装置を「作動できない状態」にする。なお、上記のメッセージの表示は、上記ディスプレイへの表示とともに、あるいはディスプレイへの表示に代えて「音声」により行うようにしても良い。
上の例では、感光体１０を交換するのであるが、勿論、プロセスカートリッジ等のプロセスユニットの交換を行うようにすることもできる。
【００８８】
感光体１０としては種々の構成のものを用いることができる。
感光体１０の構成として代表的なものを３例挙げると、図３（ａ）に示すものは、導電性基体であるアルミニウムドラム２上に形成された中間層３の上に「表面側の一部を表面層６として形成された光導電層３０」による感光層が形成されたものである。
【００８９】
図３（ｂ）に示すものは、アルミニウムドラム２上に中間層３を形成し、その上に電荷発生層４と電荷輸送層５を積層し、さらに表面層６を形成したものであり、電荷発生層４、電荷輸送層５および表面層６が感光層をなしている。
図３（ｃ）に示すものは、アルミニウムドラム２上に中間層３を形成し、その上に「電荷発生層４と電荷輸送層５を積層して感光層とした」ものである。
【００９０】
図３（ａ）〜（ｃ）において、中間層３は、導電性基体に感光層を接着固定するバインダとしての機能をもち、帯電ムラ等の弊害を抑制するために「顔料の微細粒子」が含有される。
【００９１】
図３（ｂ）、（ｃ）において、電荷発生層４は、特定の波長の照射により「正負の電荷対」を発生させる層であり、電荷輸送層５は電荷発生層４で発生した電荷のうちの所定極性のものを感光層表面へ輸送する機能を持つ。
【００９２】
また、図３（ａ）において、表面層６は「光導電層３０の表面側に補強用のフィラー微粒子を分散」させて形成したものであり、同様に、図３（ｂ）の表面層６は「電荷輸送層５の表面側に補強用のフィラー微粒子を分散」させて形成したものである。従って、図３（ａ）における表面層６は、光導電層３０の成分となる光導電性物質とフィラー微粒子の分散系であり、図３（ｂ）における表面層６は、電荷輸送層の材料物質とフィラー微粒子の分散系である。
なお、図３（ｃ）に示す構成において、電荷輸送層５内に均一にフィラー微粒子を分散させることもできる。
【００９３】
上記中間層３、電荷発生層４、電荷輸送層５または光導電層３０、表面層６の膜厚は好ましくはそれぞれ、２〜６μｍ、１μｍ以下、１５〜３５μｍ、３〜６μｍ程度であり、従て、感光層としての好ましい厚さは１９〜４２μｍとなる。
【００９４】
中間層３の層厚は、上記の如く一般的に２〜６μｍであるが、バインダとしての十全な機能や、導電性基体に対する光遮蔽効果を良好ならしむるためには中間層３の厚さは３μｍ以上であることが好ましい。
【００９５】
画像形成装置における露光手段として「レーザ光による光走査装置」が用いられる場合、レーザ光が導電性基体の表面や中間層の表面、あるいは感光層表面で内部反射して感光層内部で干渉し、画像上に干渉模様が現れる場合があり、このような問題を回避するために導電性基体の表面を「切削」等により粗したり、中間層に顔料の微細粒子を分散させて乱反射を生じさせることが有効である。
【００９６】
上記の如く、中間層は顔料を含有するが、含有の形態は「バインダ樹脂に顔料の微細粒子を分散」させた形態である。この場合、顔料微粒子とバインダ樹脂の屈折率差を１．０以上にすると、顔料微粒子と樹脂との境界面の反射が増えて中間層の不透明度が増し、中間層界面で光の反射率が大きくなるとともに、顔料微粒子内での屈折角度が大きくなり、入射方向に多くの光が戻るため、「検出光の良好な分光スペクトル強度」を得ることができる。
【００９７】
中間層に分散させる顔料としては、その上に形成される感光層との屈折率差が小さければ、屈折率の大きなルチル型或いはアナターゼ型のＴｉＯ２が好ましく、バインダ樹脂としては屈折率の小さなアルキド樹脂、メラミン樹脂、アクリル樹脂、酢ビ樹脂などが好適である。
【００９８】
中間層界面の反射率は、感光層の表面（空気と接触する面）での反射率に対する中間層界面の反射率を確保する観点から、４００〜１１００ｎｍの波長領域に対して５０％以上９０％未満であることが好ましい。中間層の界面での反射率が９０％を越えると、分光スペクトル強度の極大・極小の差が小さくなり、測定の感度が低下する。また、５０％以下の反射率では、分光スペクトル強度が小さくなり、迅速な層厚測定が難しくなる。
【００９９】
前述した如く、感光層の表面層を形成するために、感光層の表面部に分散させる補強用のフィラー微粒子としては、有機および無機の何れのものも使用可能であるが、有機フィラー微粒子の材料としては、ポリテトラフルオロエチレン等のフッ素樹脂粉末、シリコーン樹脂粉末、ａ−カーボン粉末等が好適であり、無機フィラー微粒子の材料としては、銅、すず、アルミニウム、インジウムなどの金属の粉末、酸化錫、酸化亜鉛、酸化チタン、酸化インジウム、アルミナ等の金属酸化物、チタン酸カリウム等が好適である。
【０１００】
これら材料による１種若しくは２種以上のフィラー微粒子を分散させて表面層とすることができる。フィラー微粒子の分散は、電荷輸送層或いは表面層塗布液の状態で適当な分散機を用いることにより行うことができる。分散させるフィラー微粒子の粒子径あるいは凝集径は０．８μｍ以下が好ましい。
【０１０１】
また、上述したように、必要に応じ、表面層に電荷輸送物質を添加することもでき、このような電荷輸送物質としては、ヒドラゾン系化合物、スチルベン系化合物、ピラゾリン系化合物、オキサゾール系化合物、チアゾール系化合物、トリアリールメタン系化合物等を挙げることができる。
【０１０２】
図３（ｂ）、（ｃ）に示す感光体構成のように、電荷発生層４を有する積層型の感光層の場合、電荷発生層４が光吸収層となって中間層界面での反射を弱めるので、十分な強度の分光スペクトルを得るには、ＣＣＤやシリコンフォトダイオード列によるスペクトル強度検出手段の波長感度内に十分な分光反射率を持つことが好ましく、特に分光吸収特性が９００ｎｍ以下であると、良好な分光スペクトルの取得が容易である。
【０１０３】
図４（ａ）は、膜厚測定装置９の実施の１形態を略示している。
膜厚測定装置９は、所望波長領域のスペクトル光を放射する光源９１と、光源９１からの光を被測定物（感光体１０）側へ導光し、射出部から被測定物側に向けて射出させ、被測定物からの反射光を検出光伝送用ファイバ９２により受光して伝送するファイバプローブ９３と、ファイバプローブ９３の射出部から射出した照射光を被測定物（感光体１０）の膜（感光層）に向って集光させる対物レンズ９４と、被測定物により反射され、対物レンズ９４を介して検出光伝送用ファイバ９２により伝送された光を分光する分光手段９６と、分光手段９６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９７と、分光スペクトル強度の極小と極大を与える各波長と膜（感光層）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９８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（請求項６）。
【０１０４】
対物レンズ９４は開口数（ＮＡ）が０．２以上のもの（請求項７）であるが、説明中の例においては、レンズ径：２５．４ｍｍ、焦点距離３０ｍｍの「アクロマティックレンズ」である（請求項８）。対物レンズ９４は、鏡筒９５の一端部に固定され、鏡筒９５の他端部はファイバプローブ９３の射出側端部を保持している。対物レンズ９４と感光層表面との距離は７０ｍｍ、対物レンズ９３とファイバプローブ９３の射出側端部との距離は５２．５ｍｍである。
【０１０５】
光源９１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、ファイバプローブ７の照射光導光用のファイバ９３０によりファイバプローブ９３の射出部へ導光される。
【０１０６】
ファイバプローブ９３の対物レンズ側端部は、図４（ｂ）に示すように、検出光伝送用ファイバ９２の端部を中心とし、これを照射光導光用のファイバ９３０の射出側端部が囲繞するように構成されている（請求項１２）。射出部から射出した光は対物レンズ９４により、感光層表面に径：０．５３ｍｍの光スポットとして集光される。即ち、照射光導光用のファイバ９３０の「端面の直径」は０．２ｍｍであり、図４（ｂ）に示すファイバ９３０の束を直径：０．４ｍｍの円形光源とすると、対物レンズ９４の結像倍率（＝７０／５２．５＝１．３３）を用いて、光スポットの径は０．５３ｍｍとなる。
【０１０７】
分光手段９６は「回折格子」であり（請求項１０）、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：７７０〜１０５０ｎｍ、分解能：０．５ｎｍ／ポイントのものである。分光手段９６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。
【０１０８】
スペクトル強度検出手段９７は「ラインセンサ」であり（請求項１１）、可視域から１０５０ｎｍの範囲で感度を持ち、受光素子数：５１２のものを用いている。このようなラインセンサに代えて前述のシリコンフォトダイオード列を用いることもできることは言うまでもない。
【０１０９】
感光層の層厚測定の原理を、感光体１０の構成として、図３（ｂ）の如き場合を例として説明する。即ち、この場合、感光層は電荷発生層４と電荷輸送層５と表面層６により構成される。表面層６は、電荷輸送層５と同一材質中に粒径：０．５μｍ、即ち５００ｎｍのフィラー微粒子を均一に分散させたものである。
【０１１０】
電荷発生層４の厚さは、前述の如く通常最大でも１μｍより小さく、従って、電荷発生層４の層厚は、膜厚測定に当たって無視して考えることができる。
そこで、このような感光層構成を、屈折率：ｎ２の中間層３と、その上に形成された厚さ：ｄで屈折率：ｎ１の電荷輸送層５の系として考え（表面層６と電荷輸送層５の屈折率は厳密には異なるが、この屈折率差は無視できる程度に小さいので、表面層６を電荷輸送層５の一部と考え、上記厚さ：ｄに表面層６の厚さを含めて考える）、これに対物レンズ９４による集束光を感光層表面に垂直入射で集光させるものと考える。
【０１１１】
集光された光は、一部が、感光層の表面即ち電荷輸送層５の表面で反射され、一部は、電荷輸送層５内に入射し、中間層３の表面で反射される。これら反射光は対物レンズ９４を介してファイバプローブ９３の射出端の「検出光伝送用ファイバ９２の端面」に集光され、同ファイバ９２により分光手段９６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９６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９７により検出される。
【０１１２】
図５は、上記のようにしてスペクトル強度検出手段９７により検出されたデータを、演算手段９８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」として演算したものである。図に示すように、分光スペクトル強度は、波長：４００ｎｍから波長１０００ｎｍ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。
【０１１３】
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：４００〜７００ｎｍの領域では極めて小さく、波長：７５０ｎｍ以上の領域で大きい。これは、表面層６に分散されているフィラー微粒子が５００ｎｍの粒径を持つため、略５００ｎｍ以下の波長の光が表面層６で散乱され、検出光の中で有意な干渉を生じないためである。
【０１１４】
一方、波長が「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。
【０１１５】
波長：７５０ｎｍより大きい波長領域において、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。
【０１１６】
そうすると、感光層の厚さ（電荷輸送層５の厚みと表面層６の厚みの和）：ｄと、感光層の屈折率：ｎ１と、上記干渉の次数：ｍとの間には周知の如く、
２ｍ＝４ｎ1ｄ／λ2m
２ｍ＋１＝４ｎ1ｄ／λ2m+1
の関係が成り立つので、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。
【０１１７】
従って、上記極大・極小を与える波長：λ2m、λ2m+1が分かると、感光層の光学的膜厚：ｎ1ｄが知られ、さらに、屈折率：ｎ1が分かれば、求める感光層の厚さ：ｄは、
ｄ＝λ2m・λ2m+1／４ｎ1（λ2m―λ2m+1） （１）
として算出することができる。
【０１１８】
屈折率：ｎ1は、電荷輸送層５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９８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隣接する極小と極大を与える各波長：λ2m+1、λ2mと、電荷輸送層５の屈折率：ｎ1とに基づき光透過性の膜の膜厚：ｄを、上記（１）式に従って演算算出することができる。
【０１１９】
即ち、演算手段９８は、スペクトル強度検出手段９７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、上記極小・極大を与える各波長：λ2m+1、λ2mを特定し、電荷輸送層５の屈折率：ｎ1とに基づき光透過性の膜の膜厚：ｄを、上記の（１）式に従って演算算出する。
【０１２０】
上記の如き条件で、実験したところでは感光層の厚さを０．１μｍ以下の分解能で精度良く測定することが出来た。
【０１２１】
感光体１０の構成として、図３（ｃ）の如き構成で、電荷輸送層５の内部に粒径：５００ｎｍのフィラー微粒子を均一に分散させたものの場合や、図３（ａ）の如く、光導電層の表面部分を表面層６とした感光層の場合にも、上記と同様にして、感光層の厚さを０．１μｍ以下の分解能で精度良く測定できた。
【０１２２】
図６は、上に説明した最初の例（感光層が電荷発生層４と電荷輸送層５と表面層６で構成されている場合）において、電荷発生層４の分光吸収特性を９００ｎｍ以下とした場合の検出光の分光スペクトル強度を示している。このように、電荷発生層４の分光吸収特性を９００ｎｍ以下としたことに伴ない、波長：８８０ｎｍ以上で極大と極小が大きく分離した良好な分光スペクトル強度を得ることができている。極大と極種が大きく分離しているので、波長：λ2m、λ2m+1の特定が容易で測定精度を高めることができる。
【０１２３】
上に説明したように、膜厚（感光層の厚み）の演算算出には「感光層の分光屈折率のデータ」が必要であり、上に説明した例では、電荷輸送層の分光屈折率が、制御手段９８に利用可能に記憶されている。光導電性感光体は、画像形成装置の機種毎に種々のものが用いられており、それら感光体における感光層の材質も多岐にわたっている。
【０１２４】
膜厚測定装置９は、その演算手段９８に「厚みを測定すべき感光層の材質」の分光屈折率のデータを利用可能に記憶させておけば良いが、膜厚測定装置の汎用性を高め、複数種の感光体に対して適応できるように、演算手段に「測定対象となりうる１種以上の膜（感光層）の分光屈折率データ」を利用可能に記憶させておくことが好ましい（請求項１３）。
【０１２５】
このようにすると、膜厚測定装置を画像形成装置に組込むときに、複数種の分光屈折率データのうちから、利用すべきデータとして、組込まれる画像形成装置に用いられている感光体のものを指定するのみで良い。なお、演算手段はマイクロコンピュータ等により構成されるが、図１に示す制御手段２０の機能の一部として演算手段９８を構成することができる。
【０１２６】
図７に、感光層の材質における分光屈折率データの具体的な４例を示す。
上に説明したように、膜厚の演算算出においては、分光屈折率：ｎ1は波長：λ2m〜λ2m+1の範囲で一定とみなされる。
図７に示すように、分光屈折率は波長：８００ｎｍ以上の領域では一般に「傾きが小さい」ので、波長：λ2m〜λ2m+1を特定する測定波長領域を８００ｎｍより大きい範囲とすることにより、分光屈折率を波長：λ2m〜λ2m+1の範囲で一定とみなすことによる誤差を小さくできる。
【０１２７】
上に説明したように、膜厚測定装置９により、支持基板上に下引層を介して光透過性の膜を形成してなる被測定物における光透過性の膜の膜厚を測定する方法であって、被測定物に対する膜厚測定を可能とする波長領域の波長スペクトル光を放射する光源９１からの光をファイバプローブ９３により導光してその射出部から放射し、この放射光束を対物レンズ９４により被測定物１０に垂直入射させて光透過性の膜に集光させ、光透過性の膜表面と下引層表面とにより反射して互いに干渉した反射光を、対物レンズ９４を介して、ファイバプローブ９３における検出光伝送用ファイバ９２の端面に戻し、検出光伝送用ファイバ９２により分光手段９６に導いて分光し、分光スペクトル強度の隣接する極小と極大を与える各波長：λ2m、λ2m+1と、膜の屈折率：ｎ1とに基づき光透過性の膜の膜厚を演算算出する膜厚測定方法（請求項１）が実施されることになる。
【０１２８】
上に説明したように、この発明の膜厚測定方法・膜厚測定装置では、対物レンズにより、ファイバプローブの射出端から射出する光を被測定物の光透過性の膜に集光させている。このように、対物レンズ９４を用いて集光させる代わりに、ファイバプローブ９５の射出端を、感光層表面から０．５ｍｍの距離に近接させ、射出光を直接感光体１０の表面に照射するようにしたところ、検出光の分光スペクトル強度は図８の如くになった。
【０１２９】
図８から明らかなように、分光スペクトル強度は、振動の振幅（極大値と極小値の差）が極めて小さく、このため、波長：λ2m、λ2m+1の特定が困難となり、信頼性のある測定値を演算算出することができない。
【０１３０】
ここで若干補足すると、上の実施の形態において、分光手段である回折格子として、固定型ツェルニターナ型回折格子で「分光領域：７７０〜１０５０ｎｍ、分解能：０．５ｎｍ／ポイントのもの」を測定用に作製して用いたが、回折格子の波長分解能は、０．７ｎｍ／ポイント〜０．１ｎｍ／ポイントの範囲とすることが好ましい。
【０１３１】
波長分解能を高められる検出器としては、フォトダイオードより感度が高く、素子数が最大で５０００画素に及ぶＣＣＤがあるが、９００ｎｍを過ぎたあたりからノイズが重畳してくる問題がある。
【０１３２】
回折格子の波長分解能を高めることは、電気信号取得時のサンプリング周波数を高めることと同じであり、厚膜化した膜や「フィラー含有に伴い高周波化された干渉スペクトル」の場合、情報を欠落することなく離散サンプリングでき、補強用のフィラー微粒子を分散させた表面層をもつ場合の膜厚測定を高精度に行うことが容易である。
【０１３３】
１例として、上記膜厚測定装置における回折格子９６に代え「波長分解能：１．２ｎｍ／ポイントのもの」を用い、図３（ｂ）の構成の光導電性感光体を対象として計測を行ったところ、１０回計測での測定膜厚値の平均バラツキが０．８μｍとなり、０．１μｍ以下の分解能での測定ができなかった。
【０１３４】
このように、分解能：１．２ｎｍ／ポイントでは表面層に分散させたフィラー粒子の粒子径或いは凝集径が０．８μｍ以下の場合は、十分なスペクトル取得が出来ない。逆に、分解能：０．１ｎｍ以下はオーバースペックで、カーブフィットアルゴリズムの計算時間も長くなり、領域も広く取れなくなる。
【０１３５】
また、上記の如く、上の実施の形態で用いた回折格子９６として、分光領域が７７０ｎｍ〜１０５０ｎｍである物を用いた。このような分光領域のものを用いると、フィラー微粒子径やその凝集径が０．８μｍ以下である場合、膜厚測定に好適な０．８〜１．０μｍ領域の測定波長が確保されるので、この領域に回折格子の分光領域を設定することにより、精度の高い干渉スペクトルの取得が可能になり０．１μｍ精度での膜厚測定が可能になるばかりでなく、回折格子の波長分解能の確保も容易になる。
【０１３６】
分光領域を７７０ｎｍ以下とした場合、測定波長領域がフィラー微粒子の粒子径や凝集径よりも小さな波長領域となるので、「フィラー微粒子やその凝集粒子による散乱や回折」の影響を受け、膜厚計測の為の分光スペクトル強度が取得できない。また、分光領域を１０５０ｎｍ以上とした場合、スペクトル強度検出手段であるフォトダイオードの感度域の上限で、これから上の分光領域ではフォトダイオードによる干渉スペクトルの取得ができない。
【０１３７】
図９に、請求項２３記載の膜厚測定装置の実施の１形態を示している。繁雑を避けるため、図４示した膜厚測定装置の各部と同一のものについては図４（ａ）におけると同一の符号を付した。
【０１３８】
図９に示す膜厚測定装置９Ａが図４のものと異なる点は、図９の膜厚測定装置９Ａは、図４に示した膜厚測定装置９の構成に加えて「所望波長領域のスペクトル光を放射する光源から放射される光のうち、不要波長領域の光」をカットするフィルタ９９を光源９１の側に有する点のみであり、他の部分は図４に示すものと同じである。
【０１３９】
フィルタ９９として、例えば、前述した「７２０〜１０５０ｎｍの波長領域」の光を透過させる「シャープカットフィルタ」を用いることにより、測定対象としての光導電性感光体に対し光疲労等のダメージを与えることなく良好な膜厚測定を行うことが可能となる。
【０１４０】
上に説明した実施の形態において、図３（ｂ）に示す構成の光導電性感光体を対象とした膜厚測定で、電荷発生層４の分光吸収特性を９００ｎｍ以下とした場合の検出光の分光スペクトル強度を図６に示した。
【０１４１】
上に説明した実施の形態においては、分光スペクトル強度における隣接する極小と極大を与える各波長：λ2m+1、λ2mとして「７７０ｎｍ〜８５０ｎｍの波長領域の値」を用いて演算を行った。
【０１４２】
図６に示す分光スペクトル強度を与える光導電性感光体はまた、その下引層として形成された中間層が「９００ｎｍ以上の波長領域の光を透過させる性質」を持ち、図６における「９００ｎｍ以上の波長領域」での分光スペクトル強度は、支持基板である導電性基体の表面による反射光と表面層の表面による反射光の干渉によるものである。
【０１４３】
即ち、図６に示す分光スペクトル強度を与える光導電性感光体に対して光源９１から照射されたスペクトル光は「下引層を透過する波長領域（９００ｎｍ以上の波長領域）」を含んでおり（請求項２４）、従って、分光スペクトル強度における隣接する極小と極大を与える各波長：λ2m+1、λ2mとして、９００ｎｍ以上の波長領域の値を用いると「下引層と光透過性の膜との膜厚和」を測定できる。この測定を行う膜厚測定装置の構成は、図４に示すものでも図９に示すものでも良い。
【０１４４】
即ち、上記のようにすることにより、支持基板上に下引層を介して光透過性の膜を形成してなる被測定物における、下引層と光透過性の膜との膜厚和を測定する方法であって、下引層を透過する波長領域（波長：９００ｎｍ以上）を含むスペクトル光を放射する光源９１からの光をファイバプローブ９３により導光してその射出部から放射し、この放射光束を対物レンズ９４により被測定物１０に垂直入射させて光透過性の膜に集光させ、光透過性の膜表面と支持基板の表面とにより反射して互いに干渉した反射光を、対物レンズ９４を介してファイバプローブ９３における検出光伝送用ファイバの端面に戻し、検出光伝送用ファイバにより分光手段９６に導いて分光し、分光スペクトル強度の隣接する極小と極大を与える各波長と、膜の屈折率とに基づき膜厚和を演算算出する膜厚測定方法（請求項２１）が実施される。
【０１４５】
このように実施される膜厚測定方法はまた、被測定物１０が、導電性基体２の表面に、微細粒子を分散させた中間層３を下引層として設け、中間層３上に感光層を光透過性の膜として形成された光導電性感光体であり、感光層が、中間層３に接して設けられた電荷発生層４と、この電荷発生層４上に形成された電荷輸送層５とにより構成され、さらに電荷輸送層５の表面側の所定厚さ部分が補強用のフィラー微粒子を分散させた表面層６として構成され、中間層３と感光層４、５、６との膜厚和を測定する膜厚測定方法（請求項２２）である。
【０１４６】
図１０に具体的な測定結果の１例を示す。
図１０において、横軸は光導電性感光体上の位置（ドラム状感光体の軸方向の位置）、縦軸は膜厚を表し、各黒点が膜厚測定値を表す。図１０における「下の測定値」は、測定波長領域として７７０ｎｍ〜８５０ｎｍの範囲を用いたものであり、この膜厚は「中間層の表面と感光層の表面との間の距離」を与える。
【０１４７】
図１０における「上の測定値」は、測定波長領域として９００ｎｍ〜１０４０ｎｍの範囲を用いたものであり、この膜厚は「導電性基体の表面と感光層の表面との間の距離（感光層の膜厚と中間層の厚さの膜厚和）」を与える。従って、これら測定値の間隔は「中間層（下引層）の厚さ」になる。
【０１４８】
上記膜厚和を求めるに当たっては、９００〜１０４０ｎｍの波長領域内において、分光スペクトル強度の隣接する極小・極大を与える各波長：λ2m+1 、λ2mを特定し、電荷輸送層５の屈折率：ｎ1と状規格波長とに基づき、光透過性の膜の膜厚：ｄを、上記（１）式に従って演算算出する。このとき中間層３の屈折率は「電荷輸送層５の屈折率で代用」する。代用することにより発生する誤差分は「補正式により補正する」こともできるが、真値との誤差は高々０．２μｍほどであり、殆どの場合補正を必要としない。
【０１４９】
上記の如き条件で、実験したところでは感光層と中間層の膜厚和を０．１μｍ以下の分解能で精度良く測定することが出来た。
【０１５０】
感光体１０の構成として、図３（ｃ）の如く「電荷輸送層５の内部に粒径：５００ｎｍのフィラー微粒子を均一に分散させたもの」や、図３（ａ）の如く「光導電層の表面部分を表面層６としたもの」の場合にも、上記と同様にして、感光層と中間層の膜厚和を０ ．１μｍ 以下の分解能で精度良く測定できた。
【０１５１】
「感光層の分光屈折率のデータ」は、前述の如く、膜厚測定装置９の演算手段９８に「厚みを測定すべき感光層の材質」の分光屈折率のデータを利用可能に記憶させておけば良く、膜厚測定装置の汎用性を高め、複数種の感光体に対して適応できるように、演算手段に「測定対象となり得る（例えば、図７に示す如き）１種以上の膜（感光層）の分光屈折率データ」を利用可能に記憶させておくのがよい。
【０１５２】
図１に実施の形態を示した画像形成装置における膜厚測定装置９として、図９に示す如きものを用いることにより、請求項２５または２６記載の画像形成装置の実施の形態を得ることができる。
【０１５３】
以下には、請求項２７以下の光導電性感光体の製造方法につき、実施の形態を説明する。
【０１５４】
光導電性感光体が適正な機能を発揮するには、前述したように「感光層が適正な厚さを持つ」ことが必要であり、上には「画像形成装置の使用に伴なう感光層の厚さの経時的な変化」を測定する場合を説明した。しかし、感光層の厚さの測定は感光体の製造時にも必要となる。例えば、製造された感光体の感光層が所定の適正な厚みを有するかを検査する場合等である。
【０１５５】
また、この発明の膜厚測定方法・装置は、光導電性感光体を製造する際に感光層の厚さを適正な厚さに調整するのにも利用できる。
感光体の耐久性を向上させる手段として、感光層にフィラーを添加したり、感光層の表面部分を「フィラーを分散させた表面層」とすることについては先に説明した。
【０１５６】
光導電性感光体の製造において、導電性基体上に感光層を塗布する方法として、浸漬塗工法、リング塗工方、スプレー塗工法などが知られているが、「補強用のフィラー微粒子を分散させた塗液を塗布」する場合、浸漬塗工法やリング塗工法は技術的に難点が多い。
【０１５７】
「スプレー塗工法」は、少量の塗布液により様々な基体に対して感光層塗膜を形成でき、塗布液の物性の制御や塗工装置の維持管理が比較的容易であるという利点を有し、フィラー微粒子を分散させた塗工液でも均一な膜を塗布形成できる利点がある。
【０１５８】
従って「補強用のフィラー微粒子を分散させた感光層を溶解する溶媒を含んだ塗液」を塗布する場合はスプレー塗工法が適している。
【０１５９】
表面層を塗布、乾燥硬化後の製品の感光層の膜厚が変動していると、感光体の電気特性が変化し、異常画像の原因となるが、製造工程中「湿潤状態で膜厚のモニタ」が可能となれば、スプレー塗工工程中に膜の状況把握が可能となり、液物性或いは塗工条件を調整することにより、膜厚が最適化された高品位の光導電性感光体の製造が可能となる。
【０１６０】
請求項２７以下の光導電性感光体の製造方法では、補強用のフィラー微粒子を分散させた塗液をスプレー塗工法によって塗布した湿潤膜厚を含む「中間層の表面と光透過性の表面層の表面との間の膜厚」を、表面層が湿潤状態でも上述の膜厚測定装置を用いて精度良く測定する膜厚測定工程を備え、膜厚測定工程に基づいてスプレー塗布条件を制御して塗布量を調整し、膜厚を最適化して高品位の感光体を得る。
【０１６１】
即ち、導電性基体上の下引層を含む感光層の上層に「フィラーを分散させた塗液をスプレー塗工法によって塗布し表面層を形成し、乾燥硬化」する製造方法において、スプレー塗布された塗膜を加熱乾燥する前に、湿潤状態での膜厚が「中間層の表面または導電性基体の表面と、湿潤状態の表面層の表面との間の距離」を上述の膜厚測定装置で測定し、測定された湿潤膜厚に基づいて乾燥膜厚を推定し、推定結果に基づき以後のスプレー塗工工程における塗布条件を制御して塗布量を調整する。
【０１６２】
上記の如くこの発明の膜厚測定装置によれば、スプレー塗工された補強用のフィラー微粒子を含んだ表面層でも膜厚測定が可能であり、湿潤膜厚に対する測定結果を、スプレー塗工中或いは放置乾燥中に「直後のスプレー塗工工程の塗布条件」に反映でき、感光体の（フィラーを含んだ）表面層の膜厚均一性を高め、安定した画像品質を有する光導電性感光体が得られる。また、生産性を高め、良品率を向上させる事が可能となる。
【０１６３】
請求項２８記載の方法のように、導電性基体の軸方向に湿潤膜厚を多点測定する場合「一般に、スプレー塗工工程では導電性基体の周方向の膜厚は回転塗布によりほぼ同じであるので、多点測定により湿潤膜厚の軸方向の膜厚プロファイルを知ることができ、乾燥硬化後の「軸方向の膜厚プロファイル」の推定も容易となり、推定結果に基づいて、以後のスプレー塗工工程における塗布条件を制御して、塗布量を調整することにより、フィラーを含んだ表面層の均一性を高めて良好な光導電性感光体を得ることができる。
【０１６４】
塗液の物性、スプレー塗工装置、導電性基体などの条件が同じであれば、スプレー塗工における湿潤膜厚は吐出量に応じて変化する。具体的には、吐出量が多くなると膜厚が厚くなり、少なくなると薄くなる。従って、吐出量を制御することでスプレー塗布膜厚を高精度に制御できる。
【０１６５】
このように、スプレー塗工工程を伴なう製造方法で膜厚測定を行う場合、膜厚測定装置に用いられる対物レンズは、レンズ径：φ２５ｍｍ以上３０ｍｍ以下の条件下で、被測定物の表面から５０ｍｍ以上７０ｍｍ以下離して垂直入射させるのが好ましい。対物レンズが、湿潤状態の膜に近過ぎると「拡散するスプレー塗布液」が対物レンズにかかり、対物レンズを汚損して測定検出力を低下させる虞がある。この問題は、被測定物から対物レンズを離せば解決されるが、離しすぎると対物レンズに戻る光量が低下し膜厚測定に支障をきたす。
【０１６６】
対物レンズは、被測定物への光の集束度・集光度を高めるために用いられる。大径のレンズを使用すると集束度・集光度を高めることができるが、測定に必要な「垂直入射／垂直受光」の基本原理が崩れ、測定光が膜に斜めから入るようになり測定誤差を生じる。対物レンズ径：φ２５ｍｍ以上３０ｍｍ以下の条件下で、被測定物の表面から５０ｍｍ以上７０ｍｍ以下離して垂直入射させるように構成することにより、スプレー塗工工程でも、塗液の影響を受けず、十分な測定光の集束度と集光性を確保出来る。
【０１６７】
この発明の光導電性感光体の製造方法において行われるスプレー塗工工程は、公知のスプレー塗布装置を用いて行うことができる。
【０１６８】
乾燥硬化した膜の厚さを推定するために「スプレー湿潤膜厚と乾燥膜厚との相関関係」を予め求めておく。即ち、種々の吐出量で塗布を行い、湿潤膜厚と乾燥膜厚とを膜厚測定装置で測定して相関関係のデータを蓄積し、測定した湿潤膜厚に対応する乾燥膜厚が推定される。
【０１６９】
その場合、スプレー塗工工程後の湿潤膜厚は、放置乾燥中に時間経過に従って変化するが、液物性・放置乾燥条件が同じであれば、湿潤膜厚の経時変化の挙動は同じとなり、同一時間経過時であれば膜厚変動に及ぼす影響は少ない。湿潤膜厚は、スプレー塗工中に測定する事も可能であるが、一定時間放置した後膜厚測定をすると高精度な膜厚測定が可能となる。
【０１７０】
この場合の放置乾燥の時間は、測定した湿潤膜厚に基づく推定結果が次のスプレー塗布にフィードバックできるように設定すれば良く、スプレー塗布直後の時点から「次のスプレー塗布の直前時点」までの時間として設定される。具体的には１〜３０分、好ましくは２〜３分に設定される。１分より短いと「湿潤膜からの自然乾燥による溶剤の気化」が不充分で、自然乾燥による膜厚変化が最も激しいときであるため、膜厚測定値のバラツキも大きくなる。３０分より長いと、次ぎのスプレー塗工工程へのフィードバックが間に合わなくなる。
【０１７１】
湿潤膜の膜厚測定工程は、スプレー塗工工程直後の膜厚減少による測定誤差を低減するため、できる限り短時間で測定を終了させる必要が有るが、この発明の膜厚測定装置では、導電性基体の軸方向に１０ｍｍピッチで３０ポイントの計測を１５〜４５秒程度で計測できる。
【０１７２】
以下、図３（ｂ）に構成を示した光導電性感光体を例にとって説明する。
中間層３は、結着樹脂中に粒子・微細粒子を分散した構成のものであり必要に応じてバインダが加えられる。
【０１７３】
結着樹脂としてはポリビニルアルコール、ニトロセルロース、ポリアミド、ポリ塩化ビニル等の熱可塑性樹脂、ポリウレタン、アルキドーメラミン樹脂などの熱硬化性樹脂などを利用できる。
【０１７４】
中間層３に分散させる粒子としては酸化チタン、酸化アルミニウム、酸化錫、酸化亜鉛、酸化ジルコニウム、酸化マグネシウム、シリカ及びこれらの表面処理品を用い得るが、分散性・電気的特性において酸化チタンが好適である。酸化チタンはルチル型とアナターゼ型のいずれのものも用い得るが、無色透明顔料としては屈折率の大きなルチル型の酸化チタンが好ましい。
【０１７５】
中間層３に分散させる微細粒子は、表面反射率を高くすることを考えると粉末状態で白色を呈し、裏面隠蔽力（導電性基体に対する光遮蔽力）がある無色透明顔料が好ましく、無色透明であれば選択的な波長吸収が無いので、全可視域領域で表面反射・内部多重屈折が可能となり、この時、良好な干渉スペクトルの取得が可能となる。
【０１７６】
バインダ樹脂としては、屈折率の小さなアルキド樹脂、メラミン樹脂、アクリル樹脂、酢ビ樹脂などが好ましい。
上記の如き中間層３を実現するには、例えば、上述の結着樹脂を有機溶剤中に溶解し、その溶液中に上述の粒子をボールミル、サンドミル等の手段で分散し、導電性基体上に塗布・乾燥すれば良い。
【０１７７】
電荷発生層４は前述したように「特定波長光の照射により正負の電荷対を発生させる層」であって、電荷発生物質を主成分とする層であり、必要に応じてバインダ樹脂が加えられる。電荷発生材料としては、無機系材料あるいは有機系材料の何れも用いることができる。
【０１７８】
無機系材料としては、結晶セレン、アモルファスセレン、セレンーテルル、セレン−テルル−ハロゲン、セレンーヒ素等のセレン化合物やアモルファスシリコンなどが挙げられる。アモルファスシリコンにおいては、ダングリングボンドを水素原子、ハロゲン原子でターミネートしたものや、ホウ素原子、リン原子等がドープされたものを好適に用いることができる。
【０１７９】
有機系材料としては、例えば、金属フタロシアニン、無金属フタロシアニンなどのフタロシアニン系顔料、アズレニウム塩顔料、スクエアリック酸メチン顔料、カルバゾール骨格を有するアゾ顔料、トリフェニルアミン骨格を有するアゾ顔料、ジフェニルアミン骨格を有するアゾ顔料、ジベンゾチオフェン骨格を有するアゾ顔料、フルオレノン骨格を有するアゾ顔料、オキサジアゾール骨格を有するアゾ顔料、ビススチルベン骨格を有するアゾ顔料、ジスチリルオキサジアゾール骨格を有するアゾ顔料、ジスチリルカルバゾール骨格を有するアゾ顔料、ペリレン系顔料、アントラキノン系または多環キノン系顔料、キノンイミン系顔料、ジフェニルメタン及びトリフェニルメタン系顔料、ベンゾキノン及びナフトキノン系顔料、シアニン及びアゾメチン系顔料、インジゴイド系顔料、ビシベンズイミダゾール系顔料等、公知の材料を用いることができる。これらの電荷発生物質は、単独または２ 種以上の混合物として用いることができる。
【０１８０】
必要に応じて用いられるバインダ樹脂としては、ポリアミド、ポリウレタン、エポキシ樹脂、ポリケトン、ポリカーボネート、シリコーン樹脂、アクリル樹脂、ポリビニルブチラール、ポリビニルホルマール、ポリビニルケトン、ポリスチレン、ポリーＮ−ビニルカルバゾール、ポリアクリルアミドなどを挙げることができる。これらバインダ樹脂は、単独または２ 種以上の混合物として用いることができる。
【０１８１】
電荷発生層４には、必要に応じて電荷輸送物質を添加して良い。
【０１８２】
電荷発生層４を形成する方法は大別すると、真空薄膜製法と溶液分散系からのキャスティング法とがある。真空薄膜作製法としては、真空蒸着法、グロー放電分解法、イオンプレーティング法、スパッタリング法、反応性スパッタリング法、ＣＶＤ法などであり、上述した無機系材料あるいは有機系材料を用いて電荷発生層を良好に形成できる。
【０１８３】
キャスティング法によって電荷発生層４を形成するには、上述した無機系もしくは有機系電荷発生物質を、必要に応じてバインダ樹脂と共にテトラヒドロフラン、シクロヘキサノン、ジオキサン、ジクロロエタン、ブタノン等の溶媒を用いてボールミル、アトライター、サンドミルなどにより分散し、分散液を適度に希釈・塗布して乾燥させれば良い。
【０１８４】
塗布方法は、浸漬塗工法、スプレーコート法、ビートコート法などを利用できる。電荷発生層の膜厚は、０．０１〜１μｍ程度が適当であり、特に０．０５ 〜０．５μｍの範囲が好ましい。
【０１８５】
電荷輸送層５は電荷輸送物質を主成分としてなり、電荷輸送物質及び必要に応じてバインダ樹脂を適当な溶剤、例えば、テトラヒドロフラン、ジオキサン、トルエン、モノクロベンゼン、ジクロルエタン、塩化メチレン、シクロヘキサノンなどに溶解あるいは分散し、溶液あるいは分散液を塗布・乾燥させることにより形成できる。電荷輸送層５には、必要により、可塑剤、レベリング剤などを添加することもできる。
【０１８６】
電荷輸送物質には正孔輸送物質と電子輸送物質があり、電子輸送物質としては、例えばクロルアニル、ブロムアニル、テトラシアノエチレン、テトラシアノキノジメタン、２，４，７−トリニトロー９−フルオレノン、２，４，５，７―テトラニトロキサントン、２，４，８−トリニトロチオキサントン、２，６，８−トリニトロー４Ｈ−インデノ［１，２−ｂ］チオフェン−４−オン、１，３，７−トリニトロジベンゾチオフェンー５，５−ジオキサイド、３，５−ジメチル−３’，５’−ジタ−シヤリーブチル−４，４’−ジフェノキノンなど公知の電子受容性物質を挙げることができる。これらの電子輸送物質を単独または２種以上の混合物として用いることができる。
【０１８７】
正孔輸送物質としては、オキサゾール誘導体、オキサジアゾール誘導体、イミダゾール誘導体、トリフェニルアミン誘導体、９−（ｐ−ジエチルアミノスチリルアントラセン）、１，１−ビスー（４−ジベンジルアミノフェニル）プロパン、スチリルアントラセン、スチリルピラゾリン、フェニルヒドラゾン類、α―フェニルスチルベン誘導体、チアゾール誘導体、トリアゾール誘導体、フェナジン誘導体、アクリジン誘導体、ベンジフラン誘導体、ベンズイミダゾール誘導体、チオフォン誘導体などを挙げることができ、これらの正孔輸送物質を単独または２種以上の混合物として用いることができる。
【０１８８】
電荷輸送物層に用いられるバインダ樹脂には、ポリカーボネート（ビスフェノールＡ型、ビスフェノールＺ型等）、ポリエステル、メタクリル樹脂、アクリル樹脂、ポリエチレン、塩化ビニル、酢酸ビニル、ポリスチレン、フェノール樹脂、エポキシ樹脂、ポリウレタン、ポリ塩化ビニリデン、アルキッド樹脂、シリコン樹脂、ポリビニルカルバゾール、ポリビニルブチラール、ポリビニルホリマール、ポリアクリレート、ポリアクリルアミド、フェノキシ樹脂などを用いることができる。
【０１８９】
これらバインダ樹脂を単独または２種以上の混合物として用いることができるが、バインダ樹脂の使用量は、電荷輸送物質：１００重量部に対して０〜１５０重量部が適当である。
【０１９０】
バインダ樹脂には、バインダ樹脂としての機能及び電荷輸送物質としての機能を有する高分子電荷輸送物質を用いることもできる。このような高分子電荷輸送物質は、例えば、主鎖および／または側鎖にカルバゾール環を有する重合体や、主鎖及び／または側鎖にヒドラゾン構造を有する重合体、ポリシチレン重合体、主鎖及び／または側鎖に第３ 級アミン構造を有する重合体等を例示できる。電荷輸送層の膜厚は前述の如く１５〜３５μｍ程度が好適であるが、許容される範囲としては５〜１００μｍ程度である。
【０１９１】
電荷発生物質と電荷輸送物質で構成される単層の感光層（図３（ａ）の感光層３０）に用いられる電荷発生物質及び電荷輸送物質としては、前記材料を用いることができる。
【０１９２】
この発明の光導電性感光体には、感度の低下や残留電位の上昇を防止する目的で、酸化防止剤を添加することができる。酸化防止剤は有機物を含む層ならば何れの層に添加してもよいが、電荷輸送物質を含む層に添加することにより特に良好な効果を得ることができる。この場合、酸化防止剤が添加されても、干渉スペクトルの検出は殆ど影響を受けない。
【０１９３】
耐磨耗性を確保する為に、感光層上に種種の樹脂を主成分とする表面層６を設ける試みがなされている。例えば、特開平８ −１０１５２４ 号公報にはフィラーを添加することによって磨耗量を制御した表面層６が提案されている。表面層中には、前述の添加剤、分散粒子を含有させることができる。
【０１９４】
フィラー粒子をポリマーバインダの中に分散して塗布することにより得られる表面層は形成が容易であり、平滑な表面の形成に適している。用いられるフィラーの１次粒子は、表面層内で光を過剰に散乱させないため、粒径：０ ．８μｍ以下、より好ましくは０ ．５μｍ以下のものが良い。
【０１９５】
感光層の表面層６に分散する有機フィラーには、ポリテトラフルオロエチレンのようなフッ素樹脂粉末、シリコーン樹脂粉末、ａ−カーボン粉末等を挙げることができ、無機フィラーとしては、銅、すず、アルミニウム、インジウムなどの金属粉末、酸化錫、酸化亜鉛、酸化チタン、酸化インジウム、アルミナ等の金属酸化物、チタン酸カリウムなどの無機材料を用いることができ、これらを１種類単独または２種類以上を混合して用いる「電荷移動層あるいは表面層」も好適である。
【０１９６】
フィラー粒子の分散は、表面層用のスプレー塗布液の状態で適当な分散機を用いて行うことができる。
【０１９７】
以下、図３（ｂ）に示す構成の光導電性感光体の場合を例にとって、スプレー塗工工程を説明する。
【０１９８】
「感光層樹脂を溶解しない溶媒を含有する表面層塗工液」を用いて、スプレー塗工を行っても、感光層である電荷輸送層５と表面層６は相溶しない。電荷輸送層５と表面層６が相溶しない場合、電荷輸送層５と表面層６は不連続な層構造となり、上層と下層の間に明確な界面が形成される。
【０１９９】
この様な場合でも、表面層６は電荷輸送層５との屈折率差が大きく無いため界面反射は小さく、膜厚測定工程で使用される測定光は、中間層の表面或いは導電性基体の表面まで到達できる。
【０２００】
「感光層樹脂を溶解する表面層塗工液」を用いてスプレー塗工を行うと、電荷輸送層５と表面層６が相溶する。電荷輸送層５と表面層６が相溶した場合、電荷輸送層５と表面層６は連続した層構造となる。電荷輸送層５と表面層６が連続した層構成となると上層と下層の間に明確な界面が形成されず、膜厚測定工程で使用される測定光は中間層の表面或いは導電性基体の表面まで到達できる。また、このように電荷輸送層５と表面層６が連続した層構造となると、長期的使用における機械的耐久性が良好となる。
【０２０１】
このような理由で、一般に、感光層樹脂を溶解する表面層塗工液を用いてスプレー塗工を行い、電荷輸送層５と表面層６を相溶させ、電荷輸送層５と表面層６を連続した層構造とすることが行われている。
【０２０２】
スプレー塗工する表面層６の乾燥硬化後の厚さは、前述の如く３〜６μｍ程度が好ましいが、これを薄くする場合、限界は０ ．１μｍ程度である。０．１μｍ未満の厚さでは表面硬度や強度が十分でなく耐久性に乏しく、厚さが６μｍを越えて厚くなるとると、光走査や光書込みで形成された静電潜像を現像して可視化したときドット再現性が低下する。
【０２０３】
スプレー塗工により形成される表面層の「乾燥硬化後の厚さ」の、より好ましい範囲は０．２〜５．５μｍである。
【０２０４】
表面層６形成用の塗液に「必要に応じて電荷輸送物質」を添加してもよい。電荷輸送物質の例としてはヒドラゾン系化合物、スチルベン系化合物、ピラゾリン系化合物、オキサゾール系化合物、チアゾール系化合物、トリアリールメタン系化合物等を挙げることができる。
【０２０５】
表面層のみでなく電荷輸送層塗液中にフィラー粒子を添加して、スプレー塗工により膜を形成し、光導電性感光体の耐磨耗性を改善することも有効である。
【０２０６】
図１１は、光導電性感光体の製造方法を実施するための装置の１例を概念的に示している。
符号１００は、図３（ｂ）に示した構成の光導電性感光体において「導電性基体２上に中間層３と電荷発生層４と電荷輸送層５を形成された状態のもの（以下「スプレー対象物」と呼ぶ）」であり、この状態でスプレー塗工工程により表面層６となる部分を形成されることにより光導電性感光体として完成する。
【０２０７】
符号１１１はスプレー塗工装置におけるスプレーガンを示す。スプレーガン１１１は、液タンク１１３に蓄えられた塗液を送液ポンプ１１２により供給されて、スプレー対象物１００にスプレー塗工を行う。このとき、スプレー対象物１００は軸の回りに等速回転され、スプレーガン１１１は上記軸の方向へ等速的に移動しつつスプレーを行う。スプレー塗工は、複数回のスプレーを行うことにより実効される。
【０２０８】
符号１２０は「膜厚測定装置」であり、ここで用いられているのは、図９に示す膜厚測定装置９Ａである。フィルタ９９を除く各部の構成は、先に図４に即して説明したものと同じ物である。対物レンズ９４はレンズ径：２５．４ｍｍ、焦点距離３０ｍｍの「アクロマティックレンズ」で、スプレー対象物１００の表面から７０ｍｍ離れた位置に位置される。フィルタ９９は前述した「７２０〜１０５０ｎｍの波長領域」の光を透過させる「シャープカットフィルタ」である。
【０２０９】
膜厚測定装置１２０はスプレー対象物１００の軸方向へ移動可能である。
即ち、スプレー塗工工程において、スプレー対象物１００を回転させつつ、その軸方向へスプレーガン１１１を移動させてスプレーを行い、スプレーにより湿潤膜が形成されたのち、前述したように２分間放置乾燥させたのち、膜厚測定装置１２０をスプレー対象物１００の軸方向へ移動させ、例えば１０ｍｍ間隔で３０位置での膜厚測定（多点測定）を行う。
【０２１０】
膜厚測定の結果は演算手段１２１に入力される。演算手段１２１は、上記スプレーにより形成された湿潤膜の膜厚測定結果に応じ「測定された湿潤膜厚と乾燥硬化膜厚との相関関係」から「測定された湿潤膜厚に対応する乾燥硬化膜厚」を推定し、以後のスプレーを続行して所望の膜厚が得られるように、塗液の吐出量を決定する。
【０２１１】
このように決定された吐出量は制御手段１２２（演算手段１２１と共にマイクロコンピュータにより構成される）に入力され、制御手段１２２は、以後のスプレーを行う際に、送液ポンプ１１２を制御し、上記吐出量に従ってスプレーを行わせる。湿潤膜厚の測定が終了したスプレー対象物１００は、続いて乾燥機により加熱乾燥され、湿潤膜が硬化される。
【０２１２】
【実施例】
以下、光導電性感光体の製造方法に関する具体的な実施例を説明する。
【０２１３】
図３（ｂ）に示す構成の光導電性感光体の製造を目的とし、導電性基体２として、管径：φ３０ｍｍの切削アルミニウム素管（周面を切削により粗面化したチューブ）を用意した。
【０２１４】
「導電性基体」としては、アルミニウム管やニッケルベルト（メッキと同じ方法で析出させて形成されるベルト状の金属基体）等の金属基体、プラスチックベルト（ポリエステルフィルムにアルミ蒸着や導電性樹脂コートを施して導電性のベルトとしたもの）等公知の種々のものを利用できるが、上記のアルミニウム素管は切削、しごき、引き抜き等の表面加工を施すことができ、導電性基体として好適である。
【０２１５】
無色透明顔料である酸化チタンを平均粒子径：０．２５μｍの粒子として７０重量部、アルキッド樹脂（商品名：ベッコライトＭ６４０１−５０−Ｓ（固形分５０ ％）：大日本インキ化学工業製）：１５重量部、メラミン樹脂（商品名：スーパーベッカミンＬ−１２１−６０（固形分６０ ％）：大日本インキ化学工業製）：１０重量部、メチルエチルケトン：１００重量部を混合し、混合物をボールミルで７２時間分散して「塗液」とした。
【０２１６】
この塗液をアルミニウム素管に「浸漬法」で塗布し、１３０℃の温度で２０分間乾燥して、膜厚：３．５μｍの中間層（下引層）３が得られた。
【０２１７】
ポリビニルブチラール（ＢＭ−２：積水化学工業社製）：４重量部をシクロヘキサノン：１５０重量部に溶解した樹脂液に、トリスアゾ系顔料：１０重量部を添加し、ボールミルで７２時間分散した後、シクロヘキサノン：２１０重量部を加えて３時間分散を行い、９００ｎｍ以下に吸収ピークを持つ塗液を得、これを中間層３上に「浸漬法」で塗布し、１３０℃の温度で１０分間乾燥して膜厚：０．２μｍの電荷発生層４を形成した。
【０２１８】
上記「トリスアゾ系顔料」の化学式を図１２（ａ）に示す。
【０２１９】
次に、電荷輸送物質（化合物）：７重量部、ポリカーボネート樹脂（ユーピロンＺ２００：三菱ガス化学社製）：１０重量部、シリコーンオイル（ＫＦ−５０：信越化学工業社製）：０．００２重量部をテトラヒドロフラン：１００重量部に溶解した塗工液を上記電荷発生層上に浸漬法により塗布し、１３０℃の温度で２０分間乾燥して、平均膜厚２２μｍの電荷輸送層５を形成した。
【０２２０】
上記「電荷輸送物質」の化学式を図１２（ｂ）に示す。
【０２２１】
以上のようにして、図１１に示したスプレー対象物１００が得られる。
【０２２２】
表面層用の塗工液は、電荷輸送層５に用いた電荷輸送物質及び、ビスフェノールＺ型ポリカーボネート及び、シリカ微粒子（ＫＭＰＸ１００：信越化学製）及び、テトラヒドロフラン及び、シクロヘキサノンを＜混合比（重量）＞電荷輸送物質／ポリカーボネート／シリカ微粒子／テトラヒドロフラン／シクロヘキサノン＝３／４／２／１６０／４０とし、吐出量：７（ｃｃ／ｍｉｎ）でスプレー塗工した。
【０２２３】
表面層６の塗布に関しては予め「表面層用の塗液に関するデータ」を演算手段１２１に入力しておく。具体的には「吐出量に対するスプレー終了後の２分経過後の湿潤状態での膜厚と乾燥硬化後の膜厚」を測定し、これらの相関関係を把握して入力した。
【０２２４】
最終的に得られる光導電性感光体の中間層３の表面と表面層６の表面との間の膜厚を２８μｍに設定し、表面層用の塗液をスプレー後の湿潤膜厚を測定し、測定結果から「最適なスプレー吐出量」を演算処理し、以後のスプレーにおける吐出量を制御した。このようにして連続して５０本の光導電性感光体を作製した。
【０２２５】
１本の感光体が得られた後、この感光体の製造時における吐出量のデータを、次ぎの感光体での吐出量に反映させた。
【０２２６】
このようにして、表面層６を乾燥硬化した光導電性感光体の「中間層の表面と表面層の表面との間の膜厚」を測定したところ、得られた膜厚は２８μｍ±１μｍの範囲に収まっており一定であった。
【０２２７】
結果の一部を以下に示す。
本数 膜厚（μｍ） スプレー吐出量（ｃｃ/ｍｉｎ） 判定
１ ２８．２ ７．５ ＯＫ
５ ２８．１ ７．５ ＯＫ
１０ ２７．８ ７．５ ＯＫ
１５ ２８ ７．７ ＯＫ
２０ ２８．４ ７．９ ＯＫ
２５ ２８．４ ７．９ ＯＫ
３０ ２８．３ ７．９ ＯＫ
３５ ２８．１ ７．９ ＯＫ
４０ ２７．８ ７．９ ＯＫ
４５ ２７．７ ８．１ ＯＫ
５０ ２８．２ ８．３ ＯＫ
上の「ＯＫ」は、品質に問題がないことを表す。
【０２２８】
比較例として、上記と同じ条件であるが、スプレー吐出量を７．５ｃｃ／ｍｉｎに固定して製造を行った結果は、以下の如くである。
【０２２９】
本数 膜厚（μｍ） スプレー吐出量（ｃｃ/ｍｉｎ） 判定
１ ２８．２ ７．５ ＯＫ
５ ２８．１ ７．５ ＯＫ
１０ ２７．６ ７．５ ＯＫ
１５ ２６．９ ７．５ ＮＧ
２０ ２６．７ ７．５ ＮＧ
２５ ２６．７ ７．５ ＮＧ
３０ ２６．５ ７．５ ＮＧ
３５ ２６．５ ７．５ ＮＧ
４０ ２６．３ ７．５ ＮＧ
４５ ２６．１ ７．５ ＮＧ
５０ ２６．１ ７．５ ＮＧ
上記「ＮＧ」は、所定の品質を満足しないことを表している。
このように、スプレー吐出量を制御しない場合、製造本数の増加と伴に感光層の膜厚が減少し、１５本以後は所定の品質を達成できなかった。実施例、比較例で用いたスプレー塗工用の塗液は、経時的に物性が変化し、製作本数の増加に伴い吐出量を増加させないと品質の維持ができないものであり、実施例のように、膜厚測定工程を設けて膜厚測定に基づき吐出量を調整することにより、良好な品質の光導電性感光体を製造できる。
【０２３０】
なお、感光体１０の構成として図３（ｃ）の如き構成で、電荷輸送層５の内部に粒径：５００ｎｍのフィラー微粒子を均一に分散させてスプレー塗工した湿潤膜厚のものや、図３（ａ）の如く、光導電層の表面部分を表面層６としてスプレー塗工により形成する場合も、上記と同様にして良好な光導電性感光体の製造を実現できた。
【０２３１】
【発明の効果】
以上に説明したように、この発明によれば、新規な膜厚測定方法および膜厚測定装置および膜厚測定装置を有する画像形成装置、光導電性感光体および光導電性感光体の製造方法を実現できる。この発明の膜厚測定方法及び装置は、上記の如く「支持基板上に下引層を介して光透過性の膜を形成してなる被測定物における光透過性の膜の膜厚」を、容易、確実且つ高い精度をもって測定することができる。
【０２３２】
そして、このような膜厚測定装置を持つ画像形成装置では、各種の光導電性感光体、特にフィラー微粒子を分散させた表面層を持つ感光層を持つ光導電性感光体における感光層の厚さを極めて精度よく測定でき、光導電性感光体の寿命が尽きることによるトラブルを有効に回避し、光導電性感光体の交換をスムーズに行うことができる。
【０２３３】
また、この発明の光導電性感光体の製造方法によれば、品質の均一な光導電性感光体を容易に且つ確実に製造でき、このように製造された光導電性感光体は品質が均一で信頼性が高い。
【図面の簡単な説明】
【図１】画像形成装置の実施の１形態を説明するための図である。
【図２】図１の画像形成装置における感光層の厚さの測定に基づく光導電性感光体の、交換のための表示を行うプロセスを説明するフロー図である。
【図３】感光体の構成を３例示す図である。
【図４】膜厚測定装置の実施の１形態を説明するための図である。
【図５】膜厚測定装置による測定における分光スペクトル強度の１例を示す図である。
【図６】電荷発生層の分光吸収特性を９００ｎｍ以下とした場合の、検出光の分光スペクトル強度の１例を示す図である。
【図７】感光層の材質における分光屈折率データの具体的な４例を示す図である。
【図８】ファイバプローブの射出端からの射出光を直接感光体表面に照射するようにしたときの分光スペクトル強度の１例を示す図である。
【図９】請求項２３記載の膜厚測定装置の実施の１形態を示す図である。
【図１０】請求項２２記載の膜厚測定方法による測定結果の１例を示す図である。
【図１１】請求項２７記載の製造方法を実施する装置の構成を説明図的に示す図である。
【図１２】実施例に用いた材料物質の化学式を示す図である。
【符号の説明】
９ 膜厚測定装置
１０ 光導電性感光体
９１ 光源
９３ ファイバプローブ
９４ 対物レンズ
９６ 分光手段
９７ スペクトル強度検出手段
Claims (31)
- 支持基板上に下引層を介して光透過性の膜を形成してなる被測定物における上記光透過性の膜の膜厚を測定する方法であって、
上記被測定物に対する膜厚測定を可能とする波長領域のスペクトル光を放射する光源からの光をファイバプローブにより導光してその射出部から放射し、この放射光束を対物レンズにより上記被測定物に垂直入射させて上記光透過性の膜に集光させ、
上記光透過性の膜表面と下引層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上記ファイバプローブにおける検出光伝送用ファイバの端面に戻し、上記検出光伝送用ファイバにより分光手段に導いて分光し、
分光スペクトル強度における隣接する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膜の膜厚を演算算出することを特徴とする膜厚測定方法。 - 請求項１記載の膜厚測定方法において、
被測定物が、導電性基体の表面に、微細粒子を分散させた中間層を下引層として設け、上記中間層上に感光層を光透過性の膜として形成された光導電性感光体であり、
上記感光層の厚さを測定することを特徴とする膜厚測定方法。 - 請求項２記載の膜厚測定方法において、
被測定物である光導電性感光体における感光層の表面側の、所定厚さ部分が補強用のフィラー微粒子を分散させた表面層として構成され、
中間層表面と表面層表面との間の距離を膜厚として測定することを特徴とする膜厚測定方法。 - 請求項２記載の膜厚測定方法において、
被測定物である光導電性感光体における感光層が、中間層に接して設けられた電荷発生層と、この電荷発生層上に形成された電荷輸送層とにより構成され、
上記電荷発生層と電荷輸送層の各層厚の和を膜厚として測定することを特徴とする膜厚測定方法。 - 請求項４記載の膜厚測定方法において、
被測定物である光導電性感光体における感光層の電荷輸送層の、表面側の所定厚さ部分が補強用のフィラー微粒子を分散させた表面層として構成され、
中間層表面と表面層表面との間の距離を膜厚として測定することを特徴とする膜厚測定方法。 - 請求項１記載の膜厚測定方法を実施する装置であって、
被測定物に対する膜厚測定を可能とする波長領域のスペクトル光を放射する光源と、
この光源からの光を上記被測定物側へ導光し、射出部から被測定物側に向けて射出させ、上記被測定物からの反射光を検出光伝送用ファイバにより受光して伝送するファイバプローブと、
このファイバプローブの上記射出部から射出した照射光を上記被測定物の膜に向って集光させる対物レンズと、
上記被測定物により反射され、上記対物レンズを介して上記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、
この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、
分光スペクトル強度における隣接する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、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とを有し、
上記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たことを特徴とする膜厚測定装置。 - 請求項６記載の膜厚測定装置において、
対物レンズの開口数：ＮＡが０．２以上のものであることを特徴とする膜厚測定装置。 - 請求項６または７記載の膜厚測定装置において、
対物レンズがアクロマティックレンズであることを特徴とする膜厚測定装置。 - 請求項６または７または８記載の膜厚測定装置において、
光源がハロゲン−タングステンランプであることを特徴とする膜厚測定装置。 - 請求項６〜９の任意の１に記載の膜厚測定装置において、
分光手段が、回折格子もしくはプリズムあるいは分光フィルタであることを特徴とする膜厚測定装置。 - 請求項６〜１０の任意の１に記載の膜厚測定装置において、
スペクトル強度検出手段が、ラインセンサもしくはシリコンフォトダイオード列であることを特徴とする膜厚測定装置。 - 請求項６〜１１の任意の１に記載の膜厚測定装置において、
ファイバプローブの対物レンズ側端部が、検出光伝送用ファイバの端部を中心とし、これを照射光導光用のファイバの射出側端部が囲繞するように構成されていることを特徴とする膜厚測定装置。 - 請求項６〜１２の任意の１に記載の膜厚測定装置において、
演算手段が、測定対象となりうる１種以上の膜の分光屈折率データを利用可能に記憶していることを特徴とする膜厚測定装置。 - 光導電性感光体に静電潜像を形成し、この静電潜像を現像して得られるトナー画像をシート状の記録媒体に転写し、上記記録媒体に定着して画像形成を行う画像形成装置において、
上記光導電性感光体が、導電性基体の表面に、顔料の微細粒子を分散させた中間層を下引層として設け、上記中間層上に感光層を光透過性の膜として形成されたものであり、
上記光導電性感光体の感光層の厚さを測定する手段として、請求項６〜１３の任意の１に記載の膜厚測定装置を有することを特徴とする画像形成装置。 - 請求項１４記載の画像形成装置において、
膜厚測定装置により測定される感光層の厚みが所定値以下となったとき、その旨の表示を行うことを特徴とする画像形成装置。 - 請求項１４または１５記載の画像形成装置において、
光導電性感光体の中間層が、顔料の微細粒子を分散させた３μｍ以上の層厚を持つことを特徴とする画像形成装置。 - 請求項１３〜１６の任意の１に記載の画像形成装置において、
光導電性感光体における感光層が、中間層に接して光導電層を有することを特徴とする画像形成装置。 - 請求項１３〜１６の任意の１に記載の膜厚測定方法において、
光導電性感光体における感光層が、中間層に接して設けられた電荷発生層と、この電荷発生層上に形成された電荷輸送層とを有することを特徴とする画像形成装置。 - 請求項１７または１８記載の画像形成装置において、
光導電性感光体における感光層の表面側の所定厚さ部分が補強用のフィラー微粒子を分散させた表面層として構成されていることを特徴とする画像形成装置。 - 請求項１９記載の画像形成装置において、
補強用の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、
膜厚測定装置における測定波長領域を、上記粒子径若しくは凝集径以上の領域としたことを特徴とする画像形成装置。 - 支持基板上に下引層を介して光透過性の膜を形成してなる被測定物における、上記下引層と光透過性の膜との膜厚和を測定する方法であって、
上記下引層を透過する波長領域を含むスペクトル光を放射する光源からの光をファイバプローブにより導光してその射出部から放射し、この放射光束を対物レンズにより上記被測定物に垂直入射させて上記光透過性の膜に集光させ、
上記光透過性の膜表面と支持基板の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上記ファイバプローブにおける検出光伝送用ファイバの端面に戻し、上記検出光伝送用ファイバにより分光手段に導いて分光し、
分光スペクトル強度における隣接する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膜厚和を演算算出することを特徴とする膜厚測定方法。 - 請求項２１記載の膜厚測定方法において、
被測定物が、導電性基体の表面に、微細粒子を分散させた中間層を下引層として設け、上記中間層上に感光層を光透過性の膜として形成された光導電性感光体であり、上記感光層が、上記中間層に接して設けられた電荷発生層と、この電荷発生層上に形成された電荷輸送層とにより構成され、さらに上記電荷輸送層の表面側の所定厚さ部分が補強用のフィラー微粒子を分散させた表面層として構成され、上記中間層と上記感光層との膜厚和を測定することを特徴とする膜厚測定方法。 - 請求項１記載の膜厚測定方法を実施する装置であって、
請求項６〜１３の任意の１に記載の膜厚測定装置の構成に加え、
被測定物に対する膜厚測定を可能とする波長領域のスペクトル光を放射する光源から放射される光のうち、不要波長領域の光をカットするフィルタを有することを特徴とする膜厚測定装置。 - 請求項２１または２２記載の膜厚測定方法を実施する装置であって、
請求項６〜１３の任意の１に記載の膜厚測定装置の構成またはこの構成に加えて、光源から放射される光のうち、不要波長領域の光をカットするフィルタを有する構成において、下引層を透過する波長領域を含むスペクトル光を放射する光源を用いることを特徴とする膜厚測定装置。 - 光導電性感光体に静電潜像を形成し、この静電潜像を現像して得られるトナー画像をシート状の記録媒体に転写し、上記記録媒体に定着して画像形成を行う画像形成装置において、
上記光導電性感光体が、導電性基体の表面に、顔料の微細粒子を分散させた中間層を下引層として設け、上記中間層上に感光層を光透過性の膜として形成されたものであり、
上記光導電性感光体の感光層の厚さを測定する手段として、請求項２３記載の膜厚測定装置を有することを特徴とする画像形成装置。 - 光導電性感光体に静電潜像を形成し、この静電潜像を現像して得られるトナー画像をシート状の記録媒体に転写し、上記記録媒体に定着して画像形成を行う画像形成装置において、
上記光導電性感光体が、導電性基体の表面に、顔料の微細粒子を分散させた中間層を下引層として設け、上記中間層上に感光層を光透過性の膜として形成されたものであり、
上記光導電性感光体の感光層と中間層の膜厚和を測定する手段として、請求項２４記載の膜厚測定装置を有することを特徴とする画像形成装置。 - 導電性基体の表面に微細粒子を分散させた中間層を下引層として塗布、乾燥硬化させる下引層形成工程と、
上記中間層上に感光性の膜を光透過性の膜として塗布、乾燥硬化させる感光性膜形成工程と、
この感光性膜形成工程後に、補強用のフィラー微粒子を分散させた塗液をスプレー塗工法により塗布するスプレー塗工工程と、
このスプレー塗工工程で塗布された塗液の湿潤状態で、上記中間層の表面と塗液表面との間の距離、もしくは導電性基体の表面と塗液表面との間の距離を膜厚として測定する膜厚測定工程と、
この膜厚測定工程後に塗膜を乾燥硬化する塗膜乾燥硬化工程を備え、
上記膜厚測定工程における膜厚測定を、請求項６〜１３、２３、２４の任意の１に記載の膜厚測定装置を用いて行い、
上記膜厚測定工程で測定された湿潤膜厚に基づいてスプレー塗布条件を制御しつつスプレー塗工工程を実行することを特徴とする光導電性感光体の製造方法。 - 請求項２７記載の製造方法において、
導電性基体が円筒状もしくはベルト状であり、
膜厚測定工程で、導電性基体の軸方向において膜厚が多点測定され、上記軸方向に対する膜厚分布を測定することを特徴とする光導電性感光体の製造方法。 - 請求項２７または２８記載の製造法方において、
膜厚測定工程で測定された湿潤膜厚に基づいて、
スプレー塗工工程における塗液の吐出量を制御して塗布量を調整することを特徴とする光導電性感光体の製造方法。 - 請求項２７または２８または２９記載の製造方法において、
スプレー塗工工程により形成された表面層が乾燥固化した後に、中間層の表面と表面層の表面との間の距離もしくは導電性基体の表面と表面層の表面との間の距離を測定する工程を有することを特徴とする光導電性感光体の製造方法。 - 請求項２７〜３０の任意の１に記載の製造方法により製造される光導電性感光体。
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