JP4481850B2 - Surface state measuring method and surface state measuring apparatus - Google Patents

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Description

本発明は、光透過性塗布膜表面における光透過性物質の付着の有無を容易かつ確実に判定することができる表面状態測定方法及び表面状態測定装置に関する。   The present invention relates to a surface state measuring method and a surface state measuring apparatus capable of easily and reliably determining whether or not a light transmissive substance adheres to the surface of a light transmissive coating film.

光透過性塗布膜である感光層を有する電子写真感光体を実機(電子写真装置)に搭載して使用した場合、一般に経時で表面に異物が付着したり、異常な感光層削れが生じたり、帯電による表面状態の改質や感光層の劣化等が生じることがある。
特に、感光層表面に異物が付着すると、フィルミングが起こり、その結果、最終品質である画像に異常画像が生じることがある。
また、経時使用により感光層表面の摩擦係数が上昇すると、その箇所だけ感光層の膜削れ量が増大し、異常画像となることがある。
更に、帯電による静電疲労により、電子写真感光体の感光層の表面劣化が進むと、画像の品質劣化が生じることがある。
When an electrophotographic photosensitive member having a photosensitive layer which is a light-transmitting coating film is mounted on an actual machine (electrophotographic apparatus), in general, foreign matter adheres to the surface over time, or abnormal photosensitive layer scraping occurs, The surface condition may be modified by charging or the photosensitive layer may be deteriorated.
In particular, when a foreign substance adheres to the surface of the photosensitive layer, filming occurs, and as a result, an abnormal image may be generated in the final quality image.
Further, when the coefficient of friction on the surface of the photosensitive layer increases due to use over time, the film scraping amount of the photosensitive layer increases only at that portion, and an abnormal image may be formed.
Further, when the surface deterioration of the photosensitive layer of the electrophotographic photosensitive member progresses due to electrostatic fatigue due to charging, image quality deterioration may occur.

これらの課題を解決するため、潤滑剤となる金属石鹸等を電子写真感光体の感光層上に保護層として塗布しており、均一な保護層を維持するため、一定量の金属石鹸を供給し続けることが行われている。   In order to solve these problems, a metal soap as a lubricant is applied as a protective layer on the photosensitive layer of the electrophotographic photoreceptor, and a certain amount of metal soap is supplied to maintain a uniform protective layer. It is going to continue.

このため、実機内でのクリーニングブレードの巻き込み、電子写真感光体へのフィルミングの現象から、金属石鹸が塗布されていない領域が発生することが予想される。しかし、従来より、実際の金属石鹸の塗布状態、及びその均一性を評価する有効な手段がなく、これまでは金属石鹸の消費量でしか管理がされておらず、全体的にしか把握できていないという問題があった。   For this reason, it is expected that a region where the metal soap is not applied is generated from the phenomenon of the cleaning blade being involved in the actual machine and the filming phenomenon on the electrophotographic photosensitive member. However, there has been no effective means to evaluate the actual state of metal soap application and its uniformity, and so far it has been managed only by the amount of metal soap consumed, and it can only be grasped as a whole. There was no problem.

前記金属石鹸を含む塗布膜の存在を測定する手段として、破壊検査となる分析手法としては、例えば、FT−IR分析装置でのATR法、XPS(X線光電子分光分析)等を駆使することにより、定量評価を行うことは可能である。しかし、これらの方法では、試料調整をして、時間を掛けて計測することは容易ではなく、また、全体の均一性を測定することが実質的に不可能であり、破壊検査であるためのデメリットも多かった。   As a means for measuring the presence of the coating film containing the metal soap, as an analysis method to be a destructive inspection, for example, by making full use of ATR method, XPS (X-ray photoelectron spectroscopy), etc. with an FT-IR analyzer It is possible to make a quantitative evaluation. However, in these methods, it is not easy to perform sample preparation and measure over time, and it is practically impossible to measure the entire uniformity, which is a destructive inspection. There were also many disadvantages.

一方、物質の担体への付着の存在を判定する装置及び方法として、特許文献1などが提案されている。しかし、これらの方法は、レーザートラップ法を用いた微粒子などの担体をターゲットとしたものであり、電子写真感光体のようなデバイスの光透過性塗布膜上に光透過性物質が存在しているか否かを判定することは極めて困難であるのが現状である。   On the other hand, Patent Document 1 and the like have been proposed as an apparatus and method for determining the presence of adhesion of a substance to a carrier. However, these methods target carriers such as fine particles using the laser trap method, and is a light-transmitting substance present on the light-transmitting coating film of a device such as an electrophotographic photosensitive member? It is very difficult to determine whether or not.

特開2003−194720号公報JP 2003-194720 A

本発明は、従来における諸問題を解決し、以下の目的を達成することを課題とする。即ち、本発明は、光透過性塗布膜上に被測定物としての光透過性物質が存在しているか否かを、非接触、非破壊で確実にかつ容易に測定することができる表面状態測定方法、及び該表面状態測定方法を実施するための表面状態測定装置を提供することを目的とする。   An object of the present invention is to solve various problems in the prior art and achieve the following objects. That is, the present invention is a surface condition measurement that can reliably and easily measure whether or not a light-transmitting substance as an object to be measured exists on a light-transmitting coating film, in a non-contact and non-destructive manner. It is an object of the present invention to provide a method and a surface state measuring apparatus for carrying out the surface state measuring method.

前記課題を解決するための手段としては、以下の通りである。即ち、
<1> 光透過性塗布膜表面における垂直分光表面反射率を求めて、該光透過性塗布膜上の光透過性物質の有無を測定する表面状態測定方法であって、
所望の波長領域のスペクトル光を放射する光源からのスペクトル光を共焦点光学系における集束光学系を介して集光する工程と、
該集光光束の合焦点位置が光透過性塗布膜表面となるように該集光光束を前記光透過性塗布膜に入射させる工程と、
該光透過性塗布膜表面からの反射光を、前記集束光学系を介して共焦点光学系に戻し、検出光伝送用ファイバにより分光手段に導き分光する工程と、
前記光透過性物質としての金属石鹸を、光透過性塗布膜としての電子写真感光体の感光層上に供給する工程と、
得られた分光スペクトル強度に基づき垂直分光表面反射率を算出して、前記金属石鹸の物質固有の垂直分光表面反射率から金属石鹸の存在を測定する工程と、
を含むことを特徴とする表面状態測定方法である。
<2> 共焦点光学系における集束光学系の焦点深度が±0.5μm以内である前記<1>に記載の表面状態測定方法である。
> 金属石鹸を含む塗布膜の屈折率が、光透過性塗布膜の屈折率の±0.2以上である前記<1>から<2>のいずれかに記載の表面状態測定方法である。
> 光透過性塗布膜表面における垂直分光表面反射率を求めて、該光透過性塗布膜上の光透過性物質の有無を測定する表面状態測定装置であって、
所望の波長領域のスペクトル光を放射する光源と、
該光源からのスペクトル光を集光して該集光光束を光透過性塗布膜表面に合焦させる集束光学系を含む共焦点系光学系と、
該光透過性塗布膜表面から反射された光を共焦点光学系に戻し、検出光伝送用ファイバにより導かれた検出光を分光する分光手段と、
該分光手段により分光された検出光の分光スペクトル強度を検出するスペクトル強度検出手段と、
前記光透過性物質としての金属石鹸を、光透過性塗布膜としての電子写真感光体の感光層上に供給する手段と、
前記光透過性物質としての金属石鹸の垂直分光表面反射率を算出し、物質固有の垂直分光表面反射率に基づいて金属石鹸の存在を判定する演算手段と、
を有することを特徴とする表面状態測定装置である。
> 光源のスペクトル放射波長、光学系の透過波長、分光手段の分光波長、及びスペクトル強度検出波長が、200〜850nmである前記<>に記載の表面状態測定装置である。
> 集束光学系が、プラン型のアポクロマート対物レンズである前記<>から<>のいずれかに記載の表面状態測定装置である。
> 集束光学系が、反射対物レンズである前記<>から<>のいずれかに記載の表面状態測定装置である。
> 集束光学系の開口数(NA)が0.8以上である前記<>から<>のいずれかに記載の表面状態測定装置である。
> 分光手段が、回折格子、プリズム、及び分光フィルタの少なくともいずれかである前記<>から<>のいずれかに記載の表面状態測定装置である。
10> スペクトル強度検出手段が、CCDラインセンサ及びシリコンフォトダイオード列のいずれかである前記<>から<>のいずれかに記載の表面状態測定装置である。
Means for solving the problems are as follows. That is,
<1> A surface state measurement method for determining the vertical spectral surface reflectance on the surface of a light-transmitting coating film and measuring the presence or absence of a light-transmitting substance on the light-transmitting coating film,
Condensing spectral light from a light source that emits spectral light in a desired wavelength region via a focusing optical system in a confocal optical system ;
Allowing the focused light beam to enter the light-transmitting coating film so that a focused position of the focused light beam is on the surface of the light-transmitting coating film ;
Reflected light from the surface of the light-transmitting coating film is returned to the confocal optical system via the focusing optical system, and guided to the spectroscopic means by the detection light transmission fiber to be spectrally separated ;
Supplying a metal soap as the light-transmitting substance onto a photosensitive layer of an electrophotographic photosensitive member as a light-transmitting coating film;
Obtained based on the spectral intensity calculating the vertical spectral surface reflectance, and measuring the presence of the metal soap from the material-specific vertical spectral surface reflectance of said metallic soap,
It is the surface state measuring method characterized by including .
<2> The surface state measurement method according to <1>, wherein the focal depth of the focusing optical system in the confocal optical system is within ± 0.5 μm.
< 3 > The surface state measurement method according to any one of <1> to <2>, wherein the refractive index of the coating film containing metal soap is ± 0.2 or more of the refractive index of the light-transmitting coating film. .
< 4 > A surface state measuring device for determining the vertical spectral surface reflectance on the surface of the light-transmitting coating film and measuring the presence or absence of the light-transmitting substance on the light-transmitting coating film,
A light source that emits spectrum light in a desired wavelength region;
A confocal optical system including a converging optical system that condenses spectral light from the light source and focuses the condensed light flux on the surface of the light-transmitting coating film;
Spectroscopic means for returning the light reflected from the surface of the light-transmitting coating film to the confocal optical system and spectrally separating the detection light guided by the detection light transmission fiber;
Spectral intensity detection means for detecting the spectral intensity of the detection light split by the spectroscopic means;
Means for supplying a metal soap as the light-transmitting substance onto a photosensitive layer of an electrophotographic photosensitive member as a light-transmitting coating film;
Calculation means for calculating the vertical spectral surface reflectance of the metal soap as the light transmissive substance, and determining the presence of the metal soap based on the vertical spectral surface reflectance specific to the substance;
It is a surface state measuring apparatus characterized by having.
< 5 > The surface state measuring device according to < 4 >, wherein the spectral emission wavelength of the light source, the transmission wavelength of the optical system, the spectral wavelength of the spectroscopic means, and the spectral intensity detection wavelength are 200 to 850 nm.
< 6 > The surface state measuring apparatus according to any one of < 4 > to < 5 >, wherein the focusing optical system is a plan-type apochromatic objective lens.
< 7 > The surface state measurement apparatus according to any one of < 4 > to < 5 >, wherein the focusing optical system is a reflective objective lens.
< 8 > The surface state measuring apparatus according to any one of < 4 > to < 7 >, wherein the numerical aperture (NA) of the focusing optical system is 0.8 or more.
< 9 > The surface state measuring apparatus according to any one of < 4 > to < 8 >, wherein the spectroscopic unit is at least one of a diffraction grating, a prism, and a spectral filter.
< 10 > The surface state measurement device according to any one of < 4 > to < 9 >, wherein the spectrum intensity detection unit is any one of a CCD line sensor and a silicon photodiode array.

本発明によると、従来における問題を解決することができ、電子写真感光体等の光透過性塗布膜上における光透過性物質の付着の有無を容易かつ確実に高い精度でもって判別することができる表面状態測定方法及び表面状態測定方法を実施するための表面状態測定装置を提供することを目的とする。   According to the present invention, conventional problems can be solved, and the presence or absence of adhesion of a light-transmitting substance on a light-transmitting coating film such as an electrophotographic photosensitive member can be easily and reliably determined with high accuracy. It is an object of the present invention to provide a surface state measuring method and a surface state measuring apparatus for carrying out the surface state measuring method.

(表面状態測定方法及び表面状態測定装置)
本発明の表面状態測定方法は、被測定物である光透過性塗布膜表面の垂直分光表面反射率を求めて、該光透過性塗布膜表面における光透過性物質の有無を測定する表面状態測定方法であって、
所望の波長領域のスペクトル光を放射する光源からのスペクトル光を共焦点光学系における集束光学系を介して集光し、該集光光束の合焦点位置が光透過性塗布膜表面となるように該集光光束を前記光透過性塗布膜に入射させ、該光透過性塗布膜表面からの反射光を、前記集束光学系を介して共焦点光学系に戻し、検出光伝送用ファイバにより分光手段に導き分光し、得られた分光スペクトル強度に基づき垂直分光表面反射率を算出して、物質固有の垂直分光表面反射率から光透過性物質の存在を測定する工程を含み、更に必要に応じてその他の工程を含んでなる。
本発明の表面状態測定装置は、被測定物である光透過性塗布膜表面の垂直分光表面反射率を求めて、該光透過性塗布膜表面における光透過性物質の有無を測定する表面状態測定装置であって、光源と、共焦点系光学系と、分光手段と、スペクトル強度検出手段と、演算手段と、を有してなり、更に必要に応じてその他の手段を有してなる。
(Surface condition measuring method and surface condition measuring apparatus)
The surface state measurement method of the present invention is a surface state measurement in which the vertical spectral surface reflectance of the surface of the light-transmitting coating film as the object to be measured is obtained and the presence or absence of a light-transmitting substance on the surface of the light-transmitting coating film A method,
Spectral light from a light source that emits spectral light in a desired wavelength region is condensed through a converging optical system in the confocal optical system so that the focused position of the condensed light flux becomes the surface of the light-transmitting coating film The condensed light beam is incident on the light-transmitting coating film, and the reflected light from the surface of the light-transmitting coating film is returned to the confocal optical system via the focusing optical system, and is dispersed by a detection light transmission fiber. And calculating the vertical spectral surface reflectance based on the obtained spectral spectral intensity and measuring the presence of the light transmissive material from the vertical spectral surface reflectance specific to the material, and if necessary It includes other steps.
The surface state measurement apparatus of the present invention obtains the vertical spectral surface reflectance of the surface of the light-transmitting coating film as the object to be measured, and measures the presence or absence of the light-transmitting substance on the surface of the light-transmitting coating film The apparatus includes a light source, a confocal optical system, a spectroscopic unit, a spectral intensity detection unit, and a calculation unit, and further includes other units as necessary.

本発明の前記表面状態測定方法は、本発明の前記表面状態測定装置を使用して好適に実施することができる。なお、本発明の前記表面状態測定装置を実施すると、本発明の前記表面状態測定方法を実施したこととなる。   The surface state measuring method of the present invention can be preferably implemented using the surface state measuring apparatus of the present invention. In addition, when the said surface state measuring apparatus of this invention is implemented, it will implement the said surface state measuring method of this invention.

ここで、前記光源からのスペクトル光の「所望の波長領域」とは、光透過性の塗布膜及び光透過性の既知物質の垂直分光表面反射率の測定を可能にする波長領域を意味し、光透過性の塗布膜及び光透過性の既知物質(例えば、金属石鹸等)の物性により定められるが、例えば、前記光源のスペクトル放射波長は200〜850nmであることが好ましい。これは、一般的な金属石鹸の光学的吸収端は、エネルギーバンドギャップの関係から200〜300nmの領域に存在しているので、測定波長範囲は200nm以上であることが好ましい。また、前記垂直分光表面反射率は、複素屈折率が空気と比較して大きい波長領域であればよく、400〜850nmの領域がより好ましい。なお、光学系の透過波長、及び分光手段の分光波長、及びスペクトル強度検出波長についても、同様に、200〜850nmの波長域であることが好ましい。   Here, the “desired wavelength region” of the spectrum light from the light source means a wavelength region that enables measurement of the vertical spectral surface reflectance of the light-transmitting coating film and the light-transmitting known substance, Although it is determined by the physical properties of the light-transmitting coating film and the light-transmitting known substance (for example, metal soap), for example, the spectral emission wavelength of the light source is preferably 200 to 850 nm. This is because the optical absorption edge of a general metal soap is present in the region of 200 to 300 nm because of the energy band gap, and therefore the measurement wavelength range is preferably 200 nm or more. The vertical spectral surface reflectance may be in the wavelength region where the complex refractive index is larger than that of air, and is more preferably in the range of 400 to 850 nm. Similarly, the transmission wavelength of the optical system, the spectral wavelength of the spectroscopic means, and the spectral intensity detection wavelength are preferably in the wavelength range of 200 to 850 nm.

前記金属石鹸としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、ステアリン酸亜鉛、ステアリン酸カルシウム、ステアリン酸マグネシウム、ステアリン酸アルミニウム、オレイン酸亜鉛、パルミチン酸亜鉛、パルミチン酸マグネシウム、ミリスチン酸亜鉛、ラウリン酸亜鉛、ベヘニン酸亜鉛、などが挙げられ、これらの中でも、ステアリン酸亜鉛が特に好ましい。   The metal soap is not particularly limited and may be appropriately selected depending on the intended purpose. For example, zinc stearate, calcium stearate, magnesium stearate, aluminum stearate, zinc oleate, zinc palmitate, magnesium palmitate Zinc myristate, zinc laurate, zinc behenate, and the like. Among these, zinc stearate is particularly preferable.

この場合、集束光の合焦点位置を光透過性塗布膜表面とした状態で、前記光透過性塗布膜表面からの反射光を、前記集束光学系を介して共焦点光学系に戻し、検出光伝送用ファイバにより分光手段に導いて分光する。分光により得られる分光スペクトル強度に基づき垂直分光表面反射率を演算算出し、物質固有の垂直分光表面反射率に従い光透過性物質の存在の有無を判定する。   In this case, the reflected light from the surface of the light-transmitting coating film is returned to the confocal optical system via the focusing optical system in a state where the focal point of the focused light is the surface of the light-transmitting coating film, and the detection light The light is guided to the spectroscopic means by the transmission fiber and dispersed. The vertical spectral surface reflectance is calculated based on the spectral spectral intensity obtained by spectroscopy, and the presence / absence of a light-transmitting substance is determined according to the vertical spectral surface reflectance specific to the substance.

本発明の表面状態測定方法においては、共焦点光学系の集束光学系の焦点深度を±0.5μm以内とすることによって、被測定物が電子写真感光体における感光層である光透過性塗布膜であっても、表面物質情報のみを抽出することができ、良好な表面状態の測定が可能となる。
前記焦点深度は、入射光の波長にも依存し、共焦点光学系の対物レンズの光学的特性である開口数(NA)から決定される。
In the surface state measuring method of the present invention, the object to be measured is a photosensitive layer in an electrophotographic photosensitive member by setting the focal depth of the converging optical system within ± 0.5 μm. Even so, only the surface substance information can be extracted, and a good surface state can be measured.
The depth of focus depends on the wavelength of incident light, and is determined from the numerical aperture (NA) that is an optical characteristic of the objective lens of the confocal optical system.

本発明の表面状態測定方法における被測定物としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、光透過性塗布膜である感光層の表面に、金属石鹸の塗布膜を設けた電子写真感光体などが好適である。この場合、前記電子写真感光体表面を多点測定することによって、前記光透過性塗布膜上の金属石鹸の存在を測定できる。   The object to be measured in the surface state measurement method of the present invention is not particularly limited and can be appropriately selected according to the purpose. For example, a metal soap coating film is formed on the surface of the photosensitive layer which is a light-transmitting coating film. An electrophotographic photosensitive member provided with is suitable. In this case, the presence of the metal soap on the light-transmitting coating film can be measured by measuring the surface of the electrophotographic photosensitive member at multiple points.

前記被測定物が光透過性の塗布膜表面に、金属石鹸を含む塗布膜を設けた電子写真感光体であり、前記金属石鹸の塗布膜の屈折率が、前記光透過性塗布膜の屈折率の±0.2以上が好ましい。これにより、金属石鹸の存在を高い精度で測定することができる。
即ち、前記屈折率差は、媒質と媒質の屈折率差が小さくなれば、界面反射が小さくなり、物体間の屈折率差が大きくなれば、境界面の反射率が上昇する関係を有する。したがって、物質の電子エネルギーのバンド構造から決まる光透過性塗布膜と金属石鹸を含む塗布膜の屈折率差が±0.2以上であれば、十分な有意差での垂直分光表面反射率の違いを検出でき、光透過性塗布膜上の金属石鹸の存在を測定することが容易となる。
The object to be measured is an electrophotographic photosensitive member in which a coating film containing metal soap is provided on the surface of a light-transmitting coating film, and the refractive index of the coating film of the metal soap is the refractive index of the light-transmitting coating film. Is preferably ± 0.2 or more. Thereby, presence of metal soap can be measured with high accuracy.
That is, the refractive index difference has a relationship in which the interface reflection decreases as the refractive index difference between the media decreases, and the interface reflectance increases as the refractive index difference between the objects increases. Therefore, if the difference in refractive index between the light-transmitting coating film determined from the band structure of the electron energy of the substance and the coating film containing metal soap is ± 0.2 or more, the difference in vertical spectral surface reflectance with a sufficiently significant difference And the presence of the metal soap on the light-transmitting coating film can be easily measured.

ここで、前記被測定物である電子写真感光体について説明する。
前記感光体は、基体上に、感光層を有してなり、更に必要に応じてその他の層を有してなる。
前記感光体としては、第一の形態では、基体と、該基体上に単層型感光層を設けてなり、更に必要に応じて、保護層、中間層、その他の層を有してなる。
また、前記感光体としては、第二の形態では、基体と、該基体上に電荷発生層、及び電荷輸送層を少なくともこの順に有する積層型感光層を設けてなり、更に必要に応じて、保護層、中間層、その他の層を有してなる。なお、前記第二形態では、電荷発生層、及び電荷輸送層は逆に積層しても構わない。
Here, the electrophotographic photosensitive member as the object to be measured will be described.
The photoreceptor has a photosensitive layer on a substrate, and further has other layers as necessary.
As the photoconductor, in the first embodiment, a substrate and a single-layer type photosensitive layer are provided on the substrate, and further a protective layer, an intermediate layer, and other layers are provided as necessary.
In the second embodiment, the photoconductor is provided with a base, and a laminated photosensitive layer having at least a charge generation layer and a charge transport layer in this order on the base. It has a layer, an intermediate layer, and other layers. In the second embodiment, the charge generation layer and the charge transport layer may be laminated in reverse.

−基体−
前記基体としては、導電性を有するものであれば特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、導電体又は導電処理をした絶縁体が好適であり、例えば、Al、Ni、Fe、Cu、Au等の金属、又はそれらの合金;ポリエステル、ポリカーボネート、ポリイミド、ガラス等の絶縁性基体上にAl、Ag、Au等の金属、あるいはIn、SnO等の導電材料の薄膜を形成したもの;樹脂中にカーボンブラック、グラファイト、Al、Cu、Ni等の金属粉、導電性ガラス粉などを均一に分散させ、樹脂に導電性を付与した樹脂基体、導電処理をした紙、などが挙げられる。
-Substrate-
The substrate is not particularly limited as long as it has conductivity, and can be appropriately selected according to the purpose. For example, a conductor or an insulator subjected to a conductive treatment is suitable. For example, Al, Ni , Fe, Cu, metal such as Au, or alloys thereof; polyesters, polycarbonates, polyimides, Al on an insulating substrate such as glass, Ag, metal such as Au or an in 2 O 3, conductive material SnO 2 or the like, A resin substrate in which carbon black, graphite, metal powder such as Al, Cu, Ni, etc., conductive glass powder, etc. are uniformly dispersed in the resin to impart conductivity to the resin, and subjected to a conductive treatment. Paper, etc.

前記基体の形状、大きさとしては、特に制約はなく、板状、ドラム状あるいはベルト状のいずれのものも使用できるが、ベルト状の基体を用いると、内部に駆動ローラ、従動ローラを設ける必要があるなど装置が複雑化したり、大型化する反面、レイアウトの自由度が増すなどのメリットがある。   There are no particular restrictions on the shape and size of the substrate, and any of a plate shape, a drum shape, or a belt shape can be used. However, when a belt-shaped substrate is used, it is necessary to provide a driving roller and a driven roller inside. However, there are merits such as increasing the degree of freedom of layout while making the device complicated and large.

−複層型感光層−
前記複層型感光層は、電荷発生層、及び電荷輸送層を少なくともこの順に有し、更に必要に応じて、保護層、中間層、その他の層を有してなる。
-Multilayer type photosensitive layer-
The multilayer photosensitive layer has at least a charge generation layer and a charge transport layer in this order, and further includes a protective layer, an intermediate layer, and other layers as necessary.

前記電荷発生層は、少なくとも電荷発生物質を含んでなり、バインダー樹脂、更に必要に応じてその他の成分を含んでなる。   The charge generation layer includes at least a charge generation material, and includes a binder resin and, if necessary, other components.

前記電荷発生物質としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができるが、無機系材料と有機系材料とのいずれかを用いることができる。   There is no restriction | limiting in particular as said charge generation substance, Although it can select suitably according to the objective, Either an inorganic material and an organic material can be used.

前記無機系材料としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、結晶セレン、アモルファス−セレン、セレン−テルル、セレン−テルル−ハロゲン、セレン−ヒ素化合物、などが挙げられる。   The inorganic material is not particularly limited and may be appropriately selected depending on the intended purpose. Examples thereof include crystalline selenium, amorphous-selenium, selenium-tellurium, selenium-tellurium-halogen, and selenium-arsenic compounds. It is done.

前記有機系材料としては、特に制限はなく、公知の材料の中から目的に応じて適宜選択することができ、例えば、シーアイピグメントブルー25(カラーインデックスC.I.21180)、シーアイピグメントレッド41(C.I.21200)、シーアイシッドレッド52(C.I.45100)、シーアイベーシックレッド3(C.I.45210)、カルバゾール骨格を有するアゾ顔料、ジスチリルベンゼン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、ジベンゾチオフェ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、フルオレノン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等のアゾ顔料;シーアイピグメントブルー16(C.I.74100)等のフタロシアニン系顔料;シーアイバットブラウン(C.I.73410)、シーアイバットダイ(C.I.730.50)等のインジゴ系顔料;アルゴールスカーレット5(バイエル社製)、インダスレンスカーレットR(バイエル社製)等のペリレン系顔料;スクエリック染料、などが挙げられる。これらは、1種単独で使用してもよいし、2種以上を併用してもよい。   There is no restriction | limiting in particular as said organic type material, According to the objective, it can select suitably according to the objective, For example, C.I. Pigment Blue 25 (Color Index CI.21180), C.I. Pigment Red 41 ( CI 21200), CI Acid Red 52 (CI 45100), CI Basic Red 3 (CI 45210), azo pigments having a carbazole skeleton, azo pigments having a distyrylbenzene skeleton, triphenylamine Azo pigments having a skeleton, azo pigments having a dibenzothiophene skeleton, azo pigments having an oxadiazole skeleton, azo pigments having a fluorenone skeleton, azo pigments having a bis-stilbene skeleton, azo pigments having a distyryl oxadiazole skeleton, di Has a styrylcarbazole skeleton Azo pigments such as Zo pigment; phthalocyanine pigments such as C.I. Pigment Blue 16 (C.I. 74100); indigo such as C. I.But Brown (C.I. 73410), C.I. Pigments; perylene pigments such as Argol Scarlet 5 (manufactured by Bayer), Indusence Scarlet R (manufactured by Bayer); and squalic dyes. These may be used individually by 1 type and may use 2 or more types together.

前記バインダー樹脂としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、ポリアミド樹脂、ポリウレタン樹脂、エポキシ樹脂、ポリケトン樹脂、ポリカーボネート樹脂、シリコーン樹脂、アクリル樹脂、ポリビニルブチラール樹脂、ポリビニルホルマール樹脂、ポリビニルケトン樹脂、ポリスチレン樹脂、ポリ−N−ビニルカルバゾール樹脂、ポリアクリルアミド樹脂、などが挙げられる。これらは、1種単独で使用してもよいし、2種以上を併用してもよい。   There is no restriction | limiting in particular as said binder resin, According to the objective, it can select suitably, For example, a polyamide resin, a polyurethane resin, an epoxy resin, a polyketone resin, a polycarbonate resin, a silicone resin, an acrylic resin, a polyvinyl butyral resin, polyvinyl Formal resin, polyvinyl ketone resin, polystyrene resin, poly-N-vinyl carbazole resin, polyacrylamide resin, and the like can be given. These may be used individually by 1 type and may use 2 or more types together.

なお、必要に応じて、電荷輸送物質を添加してもよい。また、電荷発生層のバインダー樹脂として、上述のバインダー樹脂の他に、高分子電荷輸送物質を添加することもできる。   Note that a charge transport material may be added as necessary. In addition to the binder resin described above, a polymer charge transport material can be added as the binder resin for the charge generation layer.

前記電荷発生層を形成する方法としては、真空薄膜作製法と、溶液分散系からのキャスティング法とが大きく挙げられる。
前者の方法としては、グロー放電重合法、真空蒸着法、CVD法、スパッタリング法、反応性スパッタリング法、イオンプレーティング法、加速イオンインジェクション法等が挙げられる。この真空薄膜作製法は、上述した無機系材料又は有機系材料を良好に形成することができる。
また、後者のキャスティング法によって電荷発生層を設けるには、電荷発生層形成用塗工液を用いて、浸漬塗工法やスプレーコート法、ビードコート法などの慣用されている方法を用いて行うことができる。
As a method for forming the charge generation layer, a vacuum thin film preparation method and a casting method from a solution dispersion system can be mentioned.
Examples of the former method include a glow discharge polymerization method, a vacuum deposition method, a CVD method, a sputtering method, a reactive sputtering method, an ion plating method, and an accelerated ion injection method. This vacuum thin film manufacturing method can satisfactorily form the inorganic material or organic material described above.
In order to provide the charge generation layer by the latter casting method, a charge generation layer forming coating solution is used and a conventional method such as a dip coating method, a spray coating method, or a bead coating method is used. Can do.

前記電荷発生層形成用塗工液に用いられる有機溶媒としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、アセトン、メチルエチルケトン、メチルイソプロピルケトン、シクロヘキサノン、ベンゼン、トルエン、キシレン、クロロホルム、ジクロロメタン、ジクロロエタン、ジクロロプロパン、トリクロロエタン、トリクロロエチレン、テトラクロロエタン、テトラヒドロフラン、ジオキソラン、ジオキサン、メタノール、エタノール、イソプロピルアルコール、ブタノール、酢酸エチル、酢酸ブチル、ジメチルスルホキシド、メチルセロソルブ、エチルセロソルブ、プロピルセロソルブ、などが挙げられる。これらは、1種単独で使用してもよいし、2種以上を併用してもよい。
これらの中でも、沸点が40℃〜80℃のテトラヒドロフラン、メチルエチルケトン、ジクロロメタン、メタノール、エタノールは、塗工後の乾燥が容易であることから特に好適である。
前記電荷発生層形成用塗工液は、上記有機溶媒中に前記電荷発生物質と、バインダー樹脂を分散、溶解して製造する。有機顔料を有機溶媒に分散する方法としては、例えば、ボールミル、ビーズミル、サンドミル、振動ミルなどの分散メディアを用いた分散方法、高速液衝突分散方法などが挙げられる。
The organic solvent used for the charge generation layer forming coating solution is not particularly limited and may be appropriately selected depending on the intended purpose. For example, acetone, methyl ethyl ketone, methyl isopropyl ketone, cyclohexanone, benzene, toluene, xylene , Chloroform, dichloromethane, dichloroethane, dichloropropane, trichloroethane, trichloroethylene, tetrachloroethane, tetrahydrofuran, dioxolane, dioxane, methanol, ethanol, isopropyl alcohol, butanol, ethyl acetate, butyl acetate, dimethyl sulfoxide, methyl cellosolve, ethyl cellosolve, propyl cellosolve, Etc. These may be used individually by 1 type and may use 2 or more types together.
Among these, tetrahydrofuran, methyl ethyl ketone, dichloromethane, methanol, and ethanol having a boiling point of 40 ° C. to 80 ° C. are particularly preferable because they can be easily dried after coating.
The charge generation layer forming coating solution is produced by dispersing and dissolving the charge generation material and a binder resin in the organic solvent. Examples of the method for dispersing the organic pigment in the organic solvent include a dispersion method using a dispersion medium such as a ball mill, a bead mill, a sand mill, and a vibration mill, and a high-speed liquid collision dispersion method.

前記電荷発生層の厚みは、通常、0.01〜5μmが好ましく、0.05〜2μmがより好ましい。   The thickness of the charge generation layer is usually preferably 0.01 to 5 μm, more preferably 0.05 to 2 μm.

前記電荷輸送層は、帯電電荷を保持させ、かつ、露光により電荷発生層で発生分離した電荷を移動させて保持していた帯電電荷と結合させることを目的とする層である。帯電電荷を保持させる目的を達成するためには、電気抵抗が高いことが要求される。また、保持していた帯電電荷で高い表面電位を得る目的を達成するためには、誘電率が小さく、かつ、電荷移動性がよいことが要求される。   The charge transport layer is a layer intended to hold a charged charge and to couple the charge generated and separated in the charge generation layer by exposure to the charged charge held by movement. In order to achieve the purpose of holding the charged charge, it is required that the electric resistance is high. Further, in order to achieve the purpose of obtaining a high surface potential with the charged charge that has been held, it is required that the dielectric constant is small and the charge mobility is good.

前記電荷輸送層は、少なくとも電荷輸送物質を含んでなり、バインダー樹脂、更に必要に応じてその他の成分を含有してなる。   The charge transport layer includes at least a charge transport material, and includes a binder resin and, if necessary, other components.

前記電荷輸送物質としては、正孔輸送物質、電子輸送物質、高分子電荷輸送物質、などが挙げられる。
前記電子輸送物質(電子受容性物質)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−9−フルオレノン、2,4,5,7−テトラニトロ−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−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−5,5−ジオキサイド、などが挙げられる。これらは、1種単独で使用してもよいし、2種以上を併用してもよい。
Examples of the charge transport material include a hole transport material, an electron transport material, and a polymer charge transport material.
Examples of the electron transporting material (electron accepting material) include chloranil, bromanyl, tetracyanoethylene, tetracyanoquinodimethane, 2,4,7-trinitro-9-fluorenone, 2,4,5,7-tetranitro. -9-fluorenone, 2,4,5,7-tetranitroxanthone, 2,4,8-trinitrothioxanthone, 2,6,8-trinitro-4H-indeno [1,2-b] thiophene-4-one, 1,3,7-trinitrodibenzothiophene-5,5-dioxide, and the like. These may be used individually by 1 type and may use 2 or more types together.

前記正孔輸送物質(電子供与性物質)としては、例えば、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−(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、ベンゾフラン誘導体、ベンズイミダゾール誘導体、チオフェン誘導体、などが挙げられる。これらは、1種単独で使用してもよいし、2種以上を併用してもよい。   Examples of the hole transport material (electron donating material) include oxazole derivatives, oxadiazole derivatives, imidazole derivatives, triphenylamine derivatives, 9- (p-diethylaminostyrylanthracene), 1,1-bis- (4 -Dibenzylaminophenyl) propane, styrylanthracene, styrylpyrazoline, phenylhydrazones, α-phenylstilbene derivatives, thiazole derivatives, triazole derivatives, phenazine derivatives, acridine derivatives, benzofuran derivatives, benzimidazole derivatives, thiophene derivatives, etc. It is done. These may be used individually by 1 type and may use 2 or more types together.

前記高分子電荷輸送物質としては、以下のような構造を有するものが挙げられる。
(a)カルバゾール環を有する重合体
例えば、ポリ−N−ビニルカルバゾール、特開昭50−82056号公報、特開昭54−9632号公報、特開昭54−11737号公報、特開平4−175337号公報、特開平4−183719号公報、特開平6−234841号公報に記載の化合物等が例示される。
(b)ヒドラゾン構造を有する重合体
例えば、特開昭57−78402号公報、特開昭61−20953号公報、特開昭61−296358号公報、特開平1−134456号公報、特開平1−179164号公報、特開平3−180851号公報、特開平3−180852号公報、特開平3−50555号公報、特開平5−310904号公報、特開平6−234840号公報に記載の化合物等が例示される。
(c)ポリシリレン重合体
例えば、特開昭63−285552号公報、特開平1−88461号公報、特開平4−264130号公報、特開平4−264131号公報、特開平4−264132号公報、特開平4−264133号公報、特開平4−289867号公報に記載の化合物等が例示される。
(d)トリアリールアミン構造を有する重合体
例えば、N,N−ビス(4−メチルフェニル)−4−アミノポリスチレン、特開平1−134457号公報、特開平2−282264号公報、特開平2−304456号公報、特開平4−133065号公報、特開平4−133066号公報、特開平5−40350号公報、特開平5−202135号公報に記載の化合物等が例示される。
(e)その他の重合体
例えば、ニトロピレンのホルムアルデヒド縮重合体、特開昭51−73888号公報、特開昭56−150749号公報、特開平6−234836号公報、特開平6−234837号公報に記載の化合物等が例示される。
Examples of the polymer charge transport material include those having the following structure.
(A) Polymer having carbazole ring For example, poly-N-vinylcarbazole, JP-A-50-82056, JP-A-54-9632, JP-A-54-11737, JP-A-4-175337 And the compounds described in JP-A-4-183719 and JP-A-6-234841.
(B) Polymer having hydrazone structure For example, JP-A-57-78402, JP-A-61-20953, JP-A-61-296358, JP-A-1-134456, JP-A-1-134456 179164, JP-A-3-180851, JP-A-3-180852, JP-A-3-50555, JP-A-5-310904, JP-A-6-234840, etc. Is done.
(C) Polysilylene polymer For example, JP-A-63-285552, JP-A-1-88461, JP-A-4-264130, JP-A-4-264131, JP-A-4-264132, Examples thereof include compounds described in Kaihei 4-264133 and JP-A-4-289867.
(D) Polymer having a triarylamine structure For example, N, N-bis (4-methylphenyl) -4-aminopolystyrene, JP-A-1-134457, JP-A-2-282264, JP-A-2- Examples include compounds described in JP-A-304456, JP-A-4-133605, JP-A-4-133066, JP-A-5-40350, and JP-A-5-202135.
(E) Other polymers For example, formaldehyde condensation polymer of nitropyrene, JP-A-51-73888, JP-A-56-150749, JP-A-6-234836, JP-A-6-234837 The described compounds and the like are exemplified.

また、前記高分子電荷輸送物質としては、上記以外にも、例えば、トリアリールアミン構造を有するポリカーボネート樹脂、トリアリールアミン構造を有するポリウレタン樹脂、トリアリールアミン構造を有するポリエステル樹脂、トリアリールアミン構造を有するポリエーテル樹脂、などが挙げられる。前記高分子電荷輸送物質としては、例えば、特開昭64−1728号公報、特開昭64−13061号公報、特開昭64−19049号公報、特開平4−11627号公報、特開平4−225014号公報、特開平4−230767号公報、特開平4−320420号公報、特開平5−232727号公報、特開平7−56374号公報、特開平9−127713号公報、特開平9−222740号公報、特開平9−265197号公報、特開平9−211877号公報、特開平9−304956号公報、等に記載の化合物が挙げられる。   In addition to the above, the polymer charge transporting material includes, for example, a polycarbonate resin having a triarylamine structure, a polyurethane resin having a triarylamine structure, a polyester resin having a triarylamine structure, and a triarylamine structure. And a polyether resin. Examples of the polymer charge transporting material include JP-A 64-1728, JP-A 64-13061, JP-A 64-19049, JP-A-4-11627, JP-A 4-116627. 2225014, JP-A-4-230767, JP-A-4-320420, JP-A-5-232727, JP-A-7-56374, JP-A-9-127713, JP-A-9-222740. And compounds described in JP-A-9-265197, JP-A-9-211877, JP-A-9-30495, and the like.

また、電子供与性基を有する重合体としては、上記重合体だけでなく、公知の単量体との共重合体、ブロック重合体、グラフト重合体、スターポリマー、更には、例えば、特開平3−109406号公報に開示されているような電子供与性基を有する架橋重合体などを用いることもできる。   Examples of the polymer having an electron donating group include not only the above-mentioned polymer but also a copolymer with a known monomer, a block polymer, a graft polymer, a star polymer, It is also possible to use a crosslinked polymer having an electron donating group as disclosed in JP-A-109406.

前記バインダー樹脂としては、例えば、ポリカーボネート樹脂、ポリエステル樹脂、メタクリル樹脂、アクリル樹脂、ポリエチレン樹脂、ポリ塩化ビニル樹脂、ポリ酢酸ビニル樹脂、ポリスチレン樹脂、フェノール樹脂、エポキシ樹脂、ポリウレタン樹脂、ポリ塩化ビニリデン樹脂、アルキッド樹脂、シリコーン樹脂、ポリビニルカルバゾール樹脂、ポリビニルブチラール樹脂、ポリビニルホルマール樹脂、ポリアクリレート樹脂、ポリアクリルアミド樹脂、フェノキシ樹脂、などが挙げられる。これらは、1種単独で使用してもよいし、2種以上を併用してもよい。
なお、前記電荷輸送層は、架橋性のバインダー樹脂と架橋性の電荷輸送物質との共重合体を含むこともできる。
Examples of the binder resin include polycarbonate resin, polyester resin, methacrylic resin, acrylic resin, polyethylene resin, polyvinyl chloride resin, polyvinyl acetate resin, polystyrene resin, phenol resin, epoxy resin, polyurethane resin, polyvinylidene chloride resin, Examples thereof include alkyd resins, silicone resins, polyvinyl carbazole resins, polyvinyl butyral resins, polyvinyl formal resins, polyacrylate resins, polyacrylamide resins, and phenoxy resins. These may be used individually by 1 type and may use 2 or more types together.
The charge transport layer may also contain a copolymer of a crosslinkable binder resin and a crosslinkable charge transport material.

前記電荷輸送層は、これらの電荷輸送物質及びバインダー樹脂を適当な溶剤に溶解ないし分散し、これを塗布、乾燥することにより形成できる。前記電荷輸送層には、更に必要に応じて、前記電荷輸送物質及びバインダー樹脂以外に、可塑剤、酸化防止剤、レベリング剤等などの添加剤を適量添加することもできる。   The charge transport layer can be formed by dissolving or dispersing these charge transport materials and a binder resin in an appropriate solvent, and applying and drying them. In addition to the charge transport material and the binder resin, an appropriate amount of additives such as a plasticizer, an antioxidant, and a leveling agent may be added to the charge transport layer as necessary.

前記電荷輸送層の厚みは、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、5〜100μmが好ましく、5〜30μmがより好ましい。   There is no restriction | limiting in particular in the thickness of the said charge transport layer, According to the objective, it can select suitably, 5-100 micrometers is preferable and 5-30 micrometers is more preferable.

−単層型感光層−
前記単層型感光層は、電荷発生物質、電荷輸送物質、バインダー樹脂、更に必要に応じてその他の成分を含んでなる。
前記電荷発生物質、電荷輸送物質、及びバインダー樹脂としては、上述した材料を用いることができる。
前記その他の成分としては、例えば、可塑剤、微粒子、各種添加剤、などが挙げられる。
-Single layer photosensitive layer-
The single-layer type photosensitive layer includes a charge generation material, a charge transport material, a binder resin, and other components as necessary.
As the charge generating substance, charge transporting substance, and binder resin, the above-described materials can be used.
As said other component, a plasticizer, microparticles | fine-particles, various additives, etc. are mentioned, for example.

前記単層型感光層の厚みは、5〜100μmが好ましく、5〜50μmがより好ましい。前記膜厚が5μm未満であると、帯電性が低下することがあり、100μmを超えると感度の低下をもたらすことがある。   The thickness of the single-layer type photosensitive layer is preferably 5 to 100 μm, and more preferably 5 to 50 μm. When the film thickness is less than 5 μm, the chargeability may decrease, and when it exceeds 100 μm, the sensitivity may decrease.

前記感光層上には、必要に応じて保護層を設けてもよい。該保護層は、少なくともバインダー樹脂、電荷輸送物質、更に必要に応じてその他の成分を含有してなる。
前バインダー樹脂、及び電荷輸送物質としては、上述した材料を用いることができる。
前記保護層には、更に必要に応じて接着性、平滑性、化学的安定性を向上させる目的で、種々の添加剤を加えてもかまわない。
前記保護層の厚みは、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、1〜15μmが好ましく、1〜10μmがより好ましい。
A protective layer may be provided on the photosensitive layer as necessary. The protective layer contains at least a binder resin, a charge transport material, and, if necessary, other components.
As the pre-binder resin and the charge transport material, the above-described materials can be used.
Various additives may be added to the protective layer as necessary for the purpose of improving adhesiveness, smoothness, and chemical stability.
There is no restriction | limiting in particular in the thickness of the said protective layer, According to the objective, it can select suitably, For example, 1-15 micrometers is preferable and 1-10 micrometers is more preferable.

前記基体と前記感光層との間には、必要に応じて、下引き層を設けてもよい。前記下引き層は、接着性を向上する、モアレなどを防止する、上層の塗工性を改良する、残留電位を低減するなどの目的で設けられる。   An undercoat layer may be provided between the substrate and the photosensitive layer as necessary. The undercoat layer is provided for the purpose of improving adhesiveness, preventing moire, improving the coatability of the upper layer, and reducing residual potential.

前記下引き層は、少なくとも樹脂、及び微粉末を含み、更に必要に応じてその他の成分を含有してなる。
前記樹脂としては、例えば、ポリビニルアルコール樹脂、カゼイン、ポリアクリル酸ナトリウム等の水溶性樹脂;共重合ナイロン、メトキシメチル化ナイロン等のアルコール可溶性樹脂;ポリウレタン樹脂、メラミン樹脂、アルキッド−メラミン樹脂、エポキシ樹脂等の三次元網目構造を形成する硬化型樹脂、などが挙げられる。
前記微粉末としては、例えば、酸化チタン、シリカ、アルミナ、酸化ジルコニウム、酸化スズ、酸化インジウム等の金属酸化物、金属硫化物、又は金属窒化物などが挙げられる。
前記下引き層の厚みについては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、0.1〜10μmが好ましく、1〜5μmがより好ましい。
The undercoat layer contains at least a resin and fine powder, and further contains other components as necessary.
Examples of the resin include water-soluble resins such as polyvinyl alcohol resin, casein, and sodium polyacrylate; alcohol-soluble resins such as copolymer nylon and methoxymethylated nylon; polyurethane resins, melamine resins, alkyd-melamine resins, and epoxy resins. And a curable resin that forms a three-dimensional network structure.
Examples of the fine powder include metal oxides such as titanium oxide, silica, alumina, zirconium oxide, tin oxide, and indium oxide, metal sulfides, and metal nitrides.
There is no restriction | limiting in particular about the thickness of the said undercoat layer, According to the objective, it can select suitably, 0.1-10 micrometers is preferable and 1-5 micrometers is more preferable.

前記感光体においては、必要に応じて前記基体上に、接着性、電荷ブロッキング性を向上させるために中間層を設けてもよい。該中間層は樹脂を主成分とするが、これらの樹脂はその上に感光層を溶剤で塗布することを考えると、有機溶剤に対して耐溶剤性の高い樹脂であることが望ましい。
前記樹脂としては、上記下引き層と同様のものを適宜選択して用いることができる。
In the photoreceptor, an intermediate layer may be provided on the substrate as necessary in order to improve adhesion and charge blocking properties. The intermediate layer contains a resin as a main component, and it is desirable that these resins are resins having a high solvent resistance with respect to an organic solvent in view of applying a photosensitive layer thereon with a solvent.
As the resin, the same resin as the above undercoat layer can be appropriately selected and used.

次に、本発明の表面状態測定装置は、本発明の前記表面状態測定方法を実施する装置であって、光源と、集束光学系を含む共焦点光学系と、検出光伝送用ファイバと、分光手段と、スペクトル強度検出手段と、演算手段とを有してなり、更に必要に応じてその他の手段を有してなる。   Next, the surface state measuring apparatus of the present invention is an apparatus for performing the surface state measuring method of the present invention, and includes a light source, a confocal optical system including a focusing optical system, a detection light transmission fiber, and a spectroscopic device. Means, a spectrum intensity detecting means, and a calculating means, and further having other means as required.

前記光源は、所望波長領域のスペクトル光を放射することができるものであれば特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、重水素バルブとハロゲンバルブのデュアル光源などが挙げられる。
前記光源のスペクトル放射波長は、上述したように、200〜850nmの波長域であることが好ましい。
The light source is not particularly limited as long as it can emit spectrum light in a desired wavelength region, and can be appropriately selected according to the purpose. Examples thereof include a deuterium bulb and a halogen bulb dual light source. It is done.
As described above, the spectral emission wavelength of the light source is preferably in the wavelength range of 200 to 850 nm.

前記集束光学系を含む共焦点光学系は、焦点の合った合焦位置以外からの光情報を共焦点ピンホールにおいて遮断し、表面領域の情報のみを抽出できる。
前記集束光学系は、共焦点光学系の一部として光源からの光を集光して集光光束を前記光透過性塗膜表面に向って集光させる。
前記集束光学系としては、例えば、プラン型アポクロマート対物レンズを用いることが好ましい。
このように集束光学系に用いる対物レンズをプラン型のアポクロマートレンズとすることにより、像面を平坦に近くした状態で集光時及び受光時における色収差を可視域内で完全に除去でき、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することができる。
The confocal optical system including the focusing optical system can block light information from a position other than the focused position in focus at the confocal pinhole, and can extract only surface area information.
The focusing optical system collects the light from the light source as part of the confocal optical system and collects the condensed light flux toward the surface of the light-transmitting coating film.
As the focusing optical system, for example, a plan type apochromatic objective lens is preferably used.
In this way, the objective lens used in the focusing optical system is a plan-type apochromat lens, so that the chromatic aberration at the time of condensing and receiving light can be completely removed in the visible range with the image plane close to flat, and high condensing. And spectral spectrum intensity with good accuracy and wavelength accuracy can be detected.

前記集束光学系としては、反射対物レンズを用いることが好ましい。これは、屈折系の対物レンズでは、対応できる波長範囲が狭く、色収差補正が困難であるが、前記反射対物レンズを用いることにより透過率、色収差等の問題を解決できるので、波長検出精度の良い分光スペクトル強度を検出できるからである。   A reflective objective lens is preferably used as the focusing optical system. This is because a refractive objective lens has a narrow wavelength range that can be handled and it is difficult to correct chromatic aberration. However, problems such as transmittance and chromatic aberration can be solved by using the reflective objective lens, so that wavelength detection accuracy is good. This is because the spectral spectrum intensity can be detected.

前記集束光学系の開口数(NA)は、0.8以上が好ましく、0.9〜0.95がより好ましい。
一般に、開口数が大きいほど焦点深度は浅くなり、共焦点光学系の場合、光透過性の膜の表面のみの物性情報を抽出することが可能となる。逆に焦点深度が深くなると、即ち、開口数が小さいと焦点深度は深くなるが、この場合は膜内の情報成分の影響をノイズとして拾ってしまう。
後述する実験から明らかなように、開口数(NA)が0.8以上の対物レンズを用いることによって、電子写真感光体の光透過性塗布膜表面、又は金属石鹸塗布膜からの物質情報を高いSNで確保できることを確認できている。
The numerical aperture (NA) of the focusing optical system is preferably 0.8 or more, and more preferably 0.9 to 0.95.
In general, the larger the numerical aperture, the shallower the depth of focus. In the case of a confocal optical system, it is possible to extract physical property information only on the surface of a light-transmitting film. Conversely, when the depth of focus becomes deep, that is, when the numerical aperture is small, the depth of focus becomes deep. In this case, the influence of the information component in the film is picked up as noise.
As will be apparent from the experiment described later, by using an objective lens having a numerical aperture (NA) of 0.8 or more, the substance information from the surface of the light-transmitting coating film of the electrophotographic photosensitive member or the metal soap coating film is high. It has been confirmed that it can be secured by SN.

前記分光手段は、被測定物である前記光透過性塗膜表面により反射され、共焦点ピンホール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手段である。
前記分光手段としては、例えば、回折格子、プリズム、及び分光フィルタの少なくとも1種を好適に用いることができる。これは、前記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、表面状態測定装置のコンパクト化が可能になる。なお、状態センシング技術として実機(画像形成装置)に搭載することも可能である。
The spectroscopic means is means for spectroscopically analyzing the detection light reflected by the surface of the light-transmitting coating film as an object to be measured and transmitted by the detection light transmission fiber through the confocal pinhole.
As the spectroscopic means, for example, at least one of a diffraction grating, a prism, and a spectroscopic filter can be suitably used. As the spectroscopic means such as the diffraction grating, a rotating type that changes the spectral wavelength region by rotation can be used, but a fixed spectroscopic means (such as a diffraction grating used spatially fixed) is used. If used, a space for rotation and a rotation mechanism are not required, and the surface state measuring device can be made compact. In addition, it is also possible to mount on an actual machine (image forming apparatus) as a state sensing technique.

前記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手段である。   The spectrum intensity detection means is means for detecting the spectrum intensity of the detection light dispersed by the spectroscopy means.

前記スペクトル強度検出手段としては、例えば、CCDラインセンサ、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、などを好適に用いることができる。
前記CCDラインセンサ及びシリコンフォトダイオードは、感度が高く、共焦点光学系や顕微鏡光学系を用いた微弱計測の場合でも充分な計測感度を有している。また、小型、軽量、安価でもあるため、例えば、表面状態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。
As the spectral intensity detection means, for example, a CCD line sensor, a silicon photodiode array in which silicon photodiodes are arranged at predetermined spectral wavelength positions, and the like can be suitably used.
The CCD line sensor and the silicon photodiode have high sensitivity, and have sufficient measurement sensitivity even in weak measurement using a confocal optical system or a microscope optical system. Further, since it is small, light, and inexpensive, for example, the circuit configuration is simple even when the surface state measuring device is incorporated in the image forming apparatus.

前記演算手段は、検出した分光スペクトル強度から垂直分光表面反射率を算出し、物質固有の垂直分光表面反射率に基づいて光透過性物質の存在の有無を判定する手段である。
前記演算手段としては、例えば、シークエンサー、演算回路、コンピュータ等の機器が挙げられる。
The computing means is means for calculating the vertical spectral surface reflectance from the detected spectral spectrum intensity and determining the presence / absence of a light-transmitting substance based on the vertical spectral surface reflectance specific to the substance.
Examples of the calculation means include devices such as a sequencer, a calculation circuit, and a computer.

ここで、本発明の表面性状測定装置により本発明の表面性状測定方法を実施する一の態様について、図1を参照しながら説明する。なお、図1は、表面状態測定装置の実施の形態を要部のみを説明図的に示している。   Here, one mode for carrying out the surface texture measuring method of the present invention by the surface texture measuring apparatus of the present invention will be described with reference to FIG. FIG. 1 is an explanatory view showing only an essential part of the embodiment of the surface state measuring apparatus.

図1において、参照符号8で示す光透過性物質の塗布膜は、光透過性塗布膜1上に塗布し、保持され、共焦点光学系の測定光軸上に設定される。
前記光透過性塗布膜1としては、種々の構成のものを用いることができる。
本発明の表面状態測定方法における測定対象となる「光透過性塗布膜」の形成された被測定物としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、基体上に光透過性塗布膜が形成されているものなどが挙げられる。
In FIG. 1, a coating film of a light-transmitting substance indicated by reference numeral 8 is coated and held on the light-transmitting coating film 1 and set on the measurement optical axis of the confocal optical system.
As the light-transmitting coating film 1, films having various configurations can be used.
The object to be measured on which the “light-transmitting coating film” to be measured in the surface state measuring method of the present invention is not particularly limited and can be appropriately selected according to the purpose. Examples thereof include those having a light-transmitting coating film formed thereon.

前記被測定物の構成として代表的なものを二例挙げると、図2Aに示すように、基体としてのアルミニウムドラム2上に中間層3を形成し、該中間層上に電荷発生層4と電荷輸送層5を積層し、さらに表面層7を形成したものであり、電荷発生層4、電荷輸送層5及び表面層7が感光層をなしている。
一方、図2Bに示すように、基体としてのアルミニウムドラム2上に、中間層3を形成し、該中間層上に電荷発生層4と電荷輸送層5を積層して感光層としたものである。
Two typical examples of the configuration of the object to be measured are as shown in FIG. 2A, in which an intermediate layer 3 is formed on an aluminum drum 2 as a substrate, and a charge generation layer 4 and a charge are formed on the intermediate layer. The transport layer 5 is laminated and the surface layer 7 is further formed. The charge generation layer 4, the charge transport layer 5 and the surface layer 7 form a photosensitive layer.
On the other hand, as shown in FIG. 2B, an intermediate layer 3 is formed on an aluminum drum 2 as a substrate, and a charge generation layer 4 and a charge transport layer 5 are laminated on the intermediate layer to form a photosensitive layer. .

図2A及び図2B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ーとしての機能を持ち、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。
図2A及び図2B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。
また、図2Aにおいて、表面層7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2Aにおける表面層7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。
2A and 2B, the intermediate layer 3 has a function as a binder for adhering and fixing the photosensitive layer to the conductive substrate, and contains fine particles of pigment in order to suppress adverse effects such as uneven charging.
2A and 2B, the charge generation layer 4 is a layer that generates a “positive / negative charge pair” by irradiation with a specific wavelength, and the charge transport layer 5 has a predetermined polarity of the charges generated in the charge generation layer 4. It has a function to transport the product to the surface of the photosensitive layer.
In FIG. 2A, the surface layer 7 is formed by dispersing reinforcing filler fine particles on the surface side of the charge transport layer 5. Therefore, the surface layer 7 in FIG. 2A is a dispersion system of the material substance of the charge transport layer and the filler fine particles.

図2A及び図2Bにおいて、前記中間層の厚みは、2〜6μmが好ましい。前記電荷発生層の厚みは、1μm以下が好ましい。前記電荷輸送層の厚みは、15〜35μmが好ましい。前記表面層の厚みは、3〜6μmが好ましい。したがって、前記感光層の合計厚みは、19〜42μmが好ましい。   2A and 2B, the thickness of the intermediate layer is preferably 2 to 6 μm. The thickness of the charge generation layer is preferably 1 μm or less. The thickness of the charge transport layer is preferably 15 to 35 μm. The thickness of the surface layer is preferably 3 to 6 μm. Accordingly, the total thickness of the photosensitive layer is preferably 19 to 42 μm.

次に、図1に示す表面状態測定装置6では、所望波長領域のスペクトル光を放射する光源61と、該光源61からの光を被測定物側へ導光するためのケーラー照明系62とを備えた顕微鏡光学系と、共焦点光学系63を経た光を被測定物側に向けて射出させ、被測定物である光透過性塗布膜に向って集光させる共焦点光学系を構成する対物レンズ64と、被測定物1又は8により反射され、対物レンズ64と共焦点光学系63、共焦点光学系の一部である共焦点ピンホール71を介して検出光伝送用ファイバ65により伝送された光を分光する分光手段66と、分光手段66により分光された検出光の分光スペクトル強度を検出するスペクトル強度検出手段67と、分光スペクトル強度に基づき、垂直分光表面反射率を演算算出する演算手段68とを有し、照射光を被測定物の表面に垂直入射させるように構成されている。   Next, in the surface state measurement apparatus 6 shown in FIG. 1, a light source 61 that emits spectrum light in a desired wavelength region, and a Kohler illumination system 62 for guiding the light from the light source 61 to the measured object side are provided. An objective that constitutes a confocal optical system that emits light that has passed through the microscope optical system and the confocal optical system 63 toward the object to be measured and condenses it toward the light-transmitting coating film that is the object to be measured. Reflected by the lens 64 and the DUT 1 or 8 and transmitted by the detection light transmission fiber 65 through the objective lens 64, the confocal optical system 63, and the confocal pinhole 71 which is a part of the confocal optical system. Spectroscopic means 66 for spectrally separating the light, spectral intensity detection means 67 for detecting the spectral intensity of the detection light split by the spectroscopic means 66, and arithmetic means for calculating the vertical spectral surface reflectance based on the spectral spectral intensity And a 8 is configured to be vertically incident on the surface of the object with irradiation light.

前記集束光学系となる対物レンズ64は、開口数(NA)が0.8以上のものである。この実施例では、倍率:100×、作動距離3.4mm、焦点深度±0.43μmの「プラン型のフルオリートレンズ」(OLYMPUS LM Plan FL−BD 100×)を用いている。対物レンズ64は、共焦点光学系63に固定され、共焦点光学系63はファイバプローブ65の射出側端部も保持している。   The objective lens 64 serving as the focusing optical system has a numerical aperture (NA) of 0.8 or more. In this embodiment, a “plan type fluorite lens” (OLYMPUS LM Plan FL-BD 100 ×) having a magnification of 100 ×, a working distance of 3.4 mm, and a focal depth of ± 0.43 μm is used. The objective lens 64 is fixed to the confocal optical system 63, and the confocal optical system 63 also holds the emission side end of the fiber probe 65.

光源61は、重水素ランプとハロゲン−タングステンランプのデュアル光源であり、紫外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、共焦点光学系を経て被測定物8又は1へ導光される。   The light source 61 is a dual light source of a deuterium lamp and a halogen-tungsten lamp, and emits spectrum light in a wide wavelength range from the ultraviolet region to the near infrared region. The emitted light is guided to the measurement object 8 or 1 through the confocal optical system.

分光手段66は、回折格子であり、具体的には、固定型ツェルニターナ型回折格子であって、分光領域が200〜1000nmのものである。なお、分光手段66としては、上述したように、回折格子に代えて、プリズム又は分光フィルタを用いることもできる。   The spectroscopic means 66 is a diffraction grating, specifically, a fixed-type Zernitana diffraction grating having a spectral region of 200 to 1000 nm. As the spectroscopic means 66, as described above, a prism or a spectroscopic filter can be used instead of the diffraction grating.

スペクトル強度検出手段67は、シリコンフォトダイオード列である。このシリコンフォトダイオード列は、紫外域〜1000nmの波長範囲で感度を持ち、受光素子数1024のものを用いている。   The spectral intensity detection means 67 is a silicon photodiode array. This silicon photodiode array has sensitivity in the wavelength range of the ultraviolet region to 1000 nm, and has a number of light receiving elements of 1024.

次に、電子写真感光体の光透過性塗布膜である感光層表面に金属石鹸を含む塗布膜が存在するか否かを測定する原理について、図2Bを用いて説明する。
上述したように、光透過性塗布膜は、電荷発生層4と電荷輸送層5により構成される。この光透過性塗布膜表面に形成された金属石鹸の塗布膜8は、電荷輸送層5と±0.2以上の屈折率差を有するステアリン酸亜鉛を均一に塗布させたものである。
Next, the principle of measuring whether or not a coating film containing metal soap exists on the surface of the photosensitive layer, which is a light-transmitting coating film of the electrophotographic photosensitive member, will be described with reference to FIG. 2B.
As described above, the light-transmitting coating film is composed of the charge generation layer 4 and the charge transport layer 5. The metal soap coating film 8 formed on the surface of the light-transmitting coating film is obtained by uniformly coating the charge transport layer 5 and zinc stearate having a refractive index difference of ± 0.2 or more.

一般に、個体と物質は電気的な性質の違いによって、金属、半導体、又は絶縁体の3つに分類される。例えば、半導体の場合は電子のエネルギーがバンド構造となっているため、価電子帯から伝導帯への光学遷移が「光吸収」と「反射」を決めるようになっている。
したがって、入射する光のエネルギーが、バンドギャップエネルギーより大きければ、電子を価電子帯から伝導帯へ遷移することができ、光の吸収が起こる。
一方、強い吸収があると、電子分極に依る誘電率が大きくなるため、屈折率も大きくなり垂直分光表面反射率も大きくなる。即ち、光吸収(光学的吸収端)と垂直分光表面反射率は物質固有の値となっている。
Generally, an individual and a substance are classified into three types, that is, a metal, a semiconductor, or an insulator depending on the difference in electrical properties. For example, in the case of a semiconductor, since the energy of electrons has a band structure, the optical transition from the valence band to the conduction band determines “light absorption” and “reflection”.
Therefore, if the energy of incident light is larger than the band gap energy, electrons can be transitioned from the valence band to the conduction band, and light absorption occurs.
On the other hand, when there is strong absorption, the dielectric constant due to electronic polarization increases, so the refractive index increases and the vertical spectral surface reflectance also increases. That is, the light absorption (optical absorption edge) and the vertical spectral surface reflectance are values specific to the substance.

ここで、金属石鹸のような絶縁体でも、光吸収の主原因はバンド間遷移である。即ち、電子写真用OPC感光体のように電荷輸送層5が有機物の場合は、電子がHOMO(Highest Occupied molecular Orbital)からLUMO(Lowest Occupied molecular Orbital)に移る際に、その大きなエネルギー差に相当する光(紫外線)を吸収することとなる。それより低いエネルギーの光(可視域以上の長波長光)に対しては光の吸収が起きないため、一般に無色透明となっている。   Here, even in an insulator such as a metal soap, the main cause of light absorption is interband transition. That is, when the charge transport layer 5 is an organic material like an OPC photoconductor for electrophotography, this corresponds to a large energy difference when electrons move from HOMO (High Occupied Molecular Orbital) to LUMO (Lowest Occupied Molecular Orbital). It absorbs light (ultraviolet rays). Since light absorption does not occur for light of lower energy (long wavelength light longer than the visible range), it is generally colorless and transparent.

物質固有値である光学的吸収端の確認に関しては、決定で最も正確なのは分光反射率、又は分光透過率を測定することとなる。
反射の現象は、空気と電荷輸送層5、又は空気とステアリン酸亜鉛塗布膜8との間に複素屈折率である屈折率や消光係数の違いが有れば生じ、金属でも半導体でも絶縁物でも屈折率や消光係数(複素屈折率)の違いが有れば反射が起きる。
Regarding the confirmation of the optical absorption edge, which is a substance eigenvalue, the most accurate determination is to measure the spectral reflectance or spectral transmittance.
The phenomenon of reflection occurs when there is a difference in refractive index or extinction coefficient, which is a complex refractive index, between air and the charge transport layer 5 or between air and the zinc stearate coating film 8. Reflection occurs when there is a difference in refractive index or extinction coefficient (complex refractive index).

仮に、光を垂直入射させて垂直受光した際の任意の波長での垂直表面反射率Rは、電荷輸送層5或いはステアリン酸亜鉛塗布膜8の屈折率をn1、消光係数をK、空気の屈折率を1.0とすると、下記数式1により算出することができる。即ち、散乱等の影響が全く無いか或いは無視できれば、物質の複素屈折率の違いに依って、分光垂直表面反射率が異なってくることが判る。
<数式1>
R=((n1−1)+K)/(n1+1)+K))
Assuming that the vertical surface reflectivity R at an arbitrary wavelength when light is vertically incident and received vertically, the refractive index of the charge transport layer 5 or the zinc stearate coating film 8 is n1, the extinction coefficient is K, and the refraction of air If the rate is 1.0, it can be calculated by the following formula 1. That is, if there is no influence such as scattering or can be ignored, it can be seen that the spectral vertical surface reflectance varies depending on the difference in the complex refractive index of the substance.
<Formula 1>
R = ((n1-1) 2 + K 2 ) / (n1 + 1) 2 + K 2 ))

前記電荷輸送層5の屈折率は、1.7、消光係数は0である。この場合、ステアリン酸亜鉛3の屈折率が1.43、消光係数はほぼゼロであるので、屈折率差は±0.2以上の範囲にあり、垂直分光表面反射率を正確に測ることにより、電荷輸送層表面で500nm近傍の垂直分光表面反射率が6%、ステアリン酸亜鉛塗布膜の垂直分光表面反射率は3%であるため、物質固有値である垂直分光表面反射率を正確に測定することにより、例えば、垂直分光表面反射率4.5%に閾値を設ければ、ステアリン酸亜鉛膜の存在を判定することが可能となる。   The charge transport layer 5 has a refractive index of 1.7 and an extinction coefficient of 0. In this case, since the refractive index of zinc stearate 3 is 1.43 and the extinction coefficient is almost zero, the refractive index difference is in the range of ± 0.2 or more, and by accurately measuring the vertical spectral surface reflectance, The vertical spectral surface reflectance near 500 nm on the surface of the charge transport layer is 6%, and the vertical spectral surface reflectance of the zinc stearate coating film is 3%. Thus, for example, if a threshold is provided for the vertical spectral surface reflectance of 4.5%, the presence of the zinc stearate film can be determined.

この場合、前記電荷輸送層5或いはステアリン酸亜鉛塗布膜8とも光透過性の塗布膜となっているため、表面の物質情報のみを抽出することが光学的に必要となってくる。
一般には、光透過性塗布膜に光を照射すると、塗布膜表面で反射する表面反射光と塗布膜の内部に屈折透過して、内部界面で反射する光が同時に観測されてしまうこととなる。
一定深さ以上の内部からの光は金属石鹸塗布膜の存在判断には無関係で、よって内部からの光はノイズ信号となってくる。
In this case, since both the charge transport layer 5 and the zinc stearate coating film 8 are light-transmitting coating films, it is optically necessary to extract only surface material information.
In general, when light is applied to a light-transmitting coating film, surface reflected light reflected on the coating film surface and light reflected and transmitted inside the coating film and reflected on the internal interface are simultaneously observed.
The light from the inside beyond a certain depth is irrelevant to the presence judgment of the metal soap coating film, and therefore the light from the inside becomes a noise signal.

これを解決する光学系として共焦点光学系を用いる。該共焦点光学系は、標本の1点(合焦位置)と共焦点ピンホールが共役な関係にある光学系で、合焦位置以外の点からの光は共焦点ピンホールにおいて遮断され、スペクトル検出手段に入らない。合焦位置前後の光学情報や散乱光を共焦点ピンホールでカットできるので、表面の極浅い領域の光学物性を高精度で取得することが可能となる。   A confocal optical system is used as an optical system for solving this problem. The confocal optical system is an optical system in which one point (in-focus position) of the sample and the confocal pinhole are in a conjugate relationship, and light from a point other than the in-focus position is blocked in the confocal pinhole, and the spectrum Does not enter the detection means. Since the optical information and scattered light before and after the in-focus position can be cut with a confocal pinhole, it is possible to acquire the optical properties of the extremely shallow surface area with high accuracy.

この実施例では、焦点深度0.3μmの共焦点光学系で12〜300nmの厚さを持つステアリン酸亜鉛膜の存在を判定することができた。
また、曲率や表面粗れによる散乱の影響をなくすためには、垂直分光反射反射率測定の際は、ビーム径を数μmに絞ったり、ミー散乱、レイリー散乱のメカニズムにより、散乱の影響を受け難い表面粗れよりも十分大きな波長の光を用いれば、反射率も殆ど低下することはない。
In this example, it was possible to determine the presence of a zinc stearate film having a thickness of 12 to 300 nm with a confocal optical system having a focal depth of 0.3 μm.
In addition, in order to eliminate the influence of scattering due to curvature and surface roughness, the vertical spectral reflectance reflectance measurement is affected by scattering due to the beam diameter being reduced to several μm or by the Mie scattering and Rayleigh scattering mechanisms. If light having a wavelength sufficiently larger than the difficult surface roughness is used, the reflectance is hardly lowered.

図3は、上記のようにしてスペクトル強度検出手段67により検出された電荷輸送層5表面での垂直分光表面反射率データを示す。また、図4は、ステアリン酸亜鉛塗布膜塗布済み表面での垂直分光表面反射率を測定した結果となっている。図3及び図4に示すように、垂直分光表面反射率は、光学物性の違いから、波長450〜800nmの領域にわたって垂直分光表面反射率に有意差が生じている。   FIG. 3 shows vertical spectral surface reflectance data on the surface of the charge transport layer 5 detected by the spectral intensity detection means 67 as described above. FIG. 4 shows the result of measuring the vertical spectral surface reflectance on the surface coated with the zinc stearate coating film. As shown in FIGS. 3 and 4, the vertical spectral surface reflectance has a significant difference in the vertical spectral surface reflectance over a wavelength region of 450 to 800 nm due to the difference in optical physical properties.

前記垂直分光表面反射率のこのような有意差は「電荷輸送層を構成する樹脂と金属石鹸であるステアリン酸亜鉛の光学物性の差」の結果であるが、これを数mmピッチで細かく感光体の軸方向、及び感光体の周方向に測定することによって、実際のステアリン酸亜鉛の塗布状態、及びその均一性を知ることが可能となる。   Such a significant difference in the vertical spectral surface reflectance is a result of "difference in optical properties of resin constituting the charge transport layer and zinc stearate, which is a metal soap". By measuring in the axial direction and the circumferential direction of the photoreceptor, it is possible to know the actual coating state of zinc stearate and its uniformity.

また、光のエネルギーが増大する紫外領域では、光学的吸収端の違いにより、電荷輸送層とステアリン酸亜鉛で最大吸収波長が異なり、垂直分光表面反射率において良好に両者を分別することも可能となる。
電荷輸送層だけであれば、樹脂がCHからなるポリマーの場合、エネルギーギャップは一般に紫外線領域にあるので、殆どのものが可視域では無色透明となる。勿論、ドナーの吸収が有れば、それが反映されるようになる。
ステアリン酸亜鉛が存在する場合は、200〜250nmの波長の紫外線領域において、反射率のディップ、即ち光学的吸収端が存在する。
Also, in the ultraviolet region where the energy of light increases, the maximum absorption wavelength differs between the charge transport layer and zinc stearate due to the difference in the optical absorption edge, and it is possible to separate the two well in terms of vertical spectral surface reflectance. Become.
If only the charge transport layer is used, when the resin is a polymer composed of CH, the energy gap is generally in the ultraviolet region, so most of them are colorless and transparent in the visible region. Of course, if there is donor absorption, it will be reflected.
When zinc stearate is present, there is a reflectance dip, that is, an optical absorption edge, in the ultraviolet region of 200 to 250 nm wavelength.

このように本発明の表面状態測定方法及び表面状態測定装置によれば、対物レンズ64を有する共焦点光学系63を経た光を、被測定物8或いは1の光透過性塗布膜に集光させている。このように、集束光学系を含む共焦点系光学系を用いて集光させる代わりに、共焦点光学系を用いない顕微分光反射率測定装置を用いて、光透過性塗布膜或いは光透過性の既知の物質からの反射光を受光したところ、下層である電荷発生層からの分光反射スペクトルが重畳され、正確な表面での垂直分光表面反射率を測定することができず、光透過性の既知物質の存在を知ることはできなかった。   As described above, according to the surface state measuring method and the surface state measuring apparatus of the present invention, the light passing through the confocal optical system 63 having the objective lens 64 is condensed on the light-transmitting coating film of the object 8 or 1 to be measured. ing. In this way, instead of condensing using a confocal optical system including a focusing optical system, using a microspectroscopic reflectance measuring apparatus that does not use a confocal optical system, a light transmissive coating film or a light transmissive film is used. When reflected light from a known substance is received, the spectral reflection spectrum from the charge generation layer, which is the lower layer, is superimposed, and the vertical spectral surface reflectance on the accurate surface cannot be measured, so that the light transmission is known. The existence of the substance could not be known.

以上に説明したように、本発明の表面状態測定方法は、本発明の前記表面状態測定装置により、光透過性塗布膜上の光透過性の既知物質の存在を測定する方法であって、所望領域の波長スペクトル光を放射する光源61からの光を共焦点光学系63の集束光学系により集光して、この集光光束を被測定物8或いは1に垂直入射して集光させ、上記光透過性の塗布膜或いは光透過性の既知物質表面からの反射光を、対物レンズ64、共焦点光学系63、共焦点ピンホール71を介して、検出光伝送用ファイバ65の端面に戻し、検出光伝送用ファイバ65により分光手段66に導いて分光し、分光スペクトル強度に基づき垂直分光表面反射率を演算算出することができる。   As described above, the surface state measuring method of the present invention is a method for measuring the presence of a light-transmitting known substance on a light-transmitting coating film by the surface state measuring apparatus of the present invention, The light from the light source 61 that emits the wavelength spectrum light of the region is condensed by the converging optical system of the confocal optical system 63, and this condensed light beam is vertically incident on the object 8 or 1 to be measured and condensed. The reflected light from the light-transmitting coating film or the light-transmitting known material surface is returned to the end face of the detection light transmission fiber 65 through the objective lens 64, the confocal optical system 63, and the confocal pinhole 71, The detection light transmission fiber 65 guides the light to the spectroscopic means 66 for spectral separation, and the vertical spectral surface reflectance can be calculated and calculated based on the spectral spectral intensity.

本発明の表面状態測定方法及び表面状態測定装置によれば、光透過性塗布膜表面に光透過性物質が存在しているか否かを、非接触、非破壊で確実にかつ容易に測定することができるので、例えば、電子写真感光体の感光層表面における金属石鹸を含む塗布膜の存在を測定する方法、電子写真用キャリア樹脂塗布膜上のスペント物質の存在を測定する方法、などに好適に用いられる。   According to the surface state measuring method and surface state measuring apparatus of the present invention, it is possible to reliably and easily measure whether or not a light transmissive substance is present on the surface of the light transmissive coating film in a non-contact and non-destructive manner. For example, it is suitable for a method for measuring the presence of a coating film containing a metal soap on the surface of a photosensitive layer of an electrophotographic photosensitive member, a method for measuring the presence of a spent substance on a carrier resin coating film for electrophotography, and the like. Used.

図1は、本発明の表面状態測定装置の一例を示す概略図である。FIG. 1 is a schematic view showing an example of the surface state measuring apparatus of the present invention. 図2Aは、本発明の被測定物である電子写真感光体の一例を示す概略図である。FIG. 2A is a schematic view showing an example of an electrophotographic photosensitive member that is an object to be measured of the present invention. 図2Bは、本発明の被測定物である電子写真感光体の他の一例を示す概略図である。FIG. 2B is a schematic view showing another example of an electrophotographic photosensitive member which is an object to be measured of the present invention. 図3は、スペクトル強度検出手段により検出された電荷輸送層表面での垂直分光表面反射率データを示す図である。FIG. 3 is a diagram showing vertical spectral surface reflectance data on the surface of the charge transport layer detected by the spectral intensity detection means. 図4は、ステアリン酸亜鉛被覆層表面での垂直分光表面反射率データを示す図である。FIG. 4 is a diagram showing vertical spectral surface reflectance data on the surface of the zinc stearate coating layer. 図5は、共焦点光学系を用いない顕微分光反射率測定装置を用いて測定した分光反射スペクトルの図である。FIG. 5 is a diagram of a spectral reflection spectrum measured using a microspectroscopic reflectance measuring apparatus that does not use a confocal optical system.

符号の説明Explanation of symbols

1 光透過性塗布膜
2 基体
3 中間層
4 電荷発生層
5 電荷輸送層
6 表面状態測定装置
7 表面層
8 被測定物
61 光源
62 ケーラー照明系
63 共焦点光学系
64 対物レンズ
65 検出光伝送用ファイバ
66 分光手段
67 スペクトル強度検出手段
68 演算手段
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Light transmission coating film 2 Base | substrate 3 Intermediate | middle layer 4 Charge generation layer 5 Charge transport layer 6 Surface state measuring apparatus 7 Surface layer 8 Measured object 61 Light source 62 Kohler illumination system 63 Confocal optical system 64 Objective lens 65 For detection light transmission Fiber 66 Spectral means 67 Spectral intensity detection means 68 Calculation means

Claims (10)

光透過性塗布膜表面における垂直分光表面反射率を求めて、該光透過性塗布膜上の光透過性物質の有無を測定する表面状態測定方法であって、
所望の波長領域のスペクトル光を放射する光源からのスペクトル光を共焦点光学系における集束光学系を介して集光する工程と、
該集光光束の合焦点位置が光透過性塗布膜表面となるように該集光光束を前記光透過性塗布膜に入射させる工程と、
該光透過性塗布膜表面からの反射光を、前記集束光学系を介して共焦点光学系に戻し、検出光伝送用ファイバにより分光手段に導き分光する工程と、
前記光透過性物質としての金属石鹸を、光透過性塗布膜としての電子写真感光体の感光層上に供給する工程と、
得られた分光スペクトル強度に基づき垂直分光表面反射率を算出して、前記金属石鹸の物質固有の垂直分光表面反射率から金属石鹸の存在を測定する工程と、
を含むことを特徴とする表面状態測定方法。
A surface state measurement method for determining the vertical spectral surface reflectance on the surface of the light-transmitting coating film and measuring the presence or absence of the light-transmitting substance on the light-transmitting coating film,
Condensing spectral light from a light source that emits spectral light in a desired wavelength region via a focusing optical system in a confocal optical system ;
Allowing the focused light beam to enter the light-transmitting coating film so that a focused position of the focused light beam is on the surface of the light-transmitting coating film ;
Reflected light from the surface of the light-transmitting coating film is returned to the confocal optical system via the focusing optical system, and guided to the spectroscopic means by the detection light transmission fiber to be spectrally separated ;
Supplying a metal soap as the light-transmitting substance onto a photosensitive layer of an electrophotographic photosensitive member as a light-transmitting coating film;
Obtained based on the spectral intensity calculating the vertical spectral surface reflectance, and measuring the presence of the metal soap from the material-specific vertical spectral surface reflectance of said metallic soap,
Surface state measuring method which comprises a.
共焦点光学系における集束光学系の焦点深度が±0.5μm以内である請求項1に記載の表面状態測定方法。   The surface state measuring method according to claim 1, wherein the focal depth of the focusing optical system in the confocal optical system is within ± 0.5 μm. 金属石鹸を含む塗布膜の屈折率が、光透過性塗布膜の屈折率の±0.2以上である請求項1から2のいずれかに記載の表面状態測定方法。The surface state measuring method according to claim 1, wherein the refractive index of the coating film containing metal soap is ± 0.2 or more of the refractive index of the light-transmitting coating film. 光透過性塗布膜表面における垂直分光表面反射率を求めて、該光透過性塗布膜上の光透過性物質の有無を測定する表面状態測定装置であって、A surface state measuring device for determining the vertical spectral surface reflectance on the surface of the light-transmitting coating film and measuring the presence or absence of the light-transmitting substance on the light-transmitting coating film,
所望の波長領域のスペクトル光を放射する光源と、  A light source that emits spectrum light in a desired wavelength region;
該光源からのスペクトル光を集光して該集光光束を光透過性塗布膜表面に合焦させる集束光学系を含む共焦点系光学系と、  A confocal optical system including a converging optical system that condenses spectral light from the light source and focuses the condensed light flux on the surface of the light-transmitting coating film;
該光透過性塗布膜表面から反射された光を共焦点光学系に戻し、検出光伝送用ファイバにより導かれた検出光を分光する分光手段と、  Spectroscopic means for returning the light reflected from the surface of the light-transmitting coating film to the confocal optical system and spectrally separating the detection light guided by the detection light transmission fiber;
該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、  Spectral intensity detection means for detecting the spectral intensity of the detection light split by the spectroscopic means;
前記光透過性物質としての金属石鹸を、光透過性塗布膜としての電子写真感光体の感光層上に供給する手段と、  Means for supplying a metal soap as the light-transmitting substance onto a photosensitive layer of an electrophotographic photosensitive member as a light-transmitting coating film;
前記光透過性物質としての金属石鹸の垂直分光表面反射率を算出し、物質固有の垂直分光表面反射率に基づいて金属石鹸の存在を判定する演算手段と、  Calculation means for calculating the vertical spectral surface reflectance of the metal soap as the light transmissive substance, and determining the presence of the metal soap based on the vertical spectral surface reflectance specific to the substance;
を有することを特徴とする表面状態測定装置。A surface state measuring apparatus comprising:
光源のスペクトル放射波長、光学系の透過波長、分光手段の分光波長、及びスペクトル強度検出波長が、200〜850nmである請求項4に記載の表面状態測定装置。The surface state measurement apparatus according to claim 4, wherein the spectral emission wavelength of the light source, the transmission wavelength of the optical system, the spectral wavelength of the spectroscopic means, and the spectral intensity detection wavelength are 200 to 850 nm. 集束光学系が、プラン型のアポクロマート対物レンズである請求項4から5のいずれかに記載の表面状態測定装置。6. The surface state measuring apparatus according to claim 4, wherein the focusing optical system is a plan type apochromatic objective lens. 集束光学系が、反射対物レンズである請求項4から5のいずれかに記載の表面状態測定装置。6. The surface state measuring apparatus according to claim 4, wherein the focusing optical system is a reflective objective lens. 集束光学系の開口数(NA)が0.8以上である請求項4から7のいずれかに記載の表面状態測定装置。The surface state measuring apparatus according to claim 4, wherein the numerical aperture (NA) of the focusing optical system is 0.8 or more. 分光手段が、回折格子、プリズム、及び分光フィルタの少なくともいずれかである請求項4から8のいずれかに記載の表面状態測定装置。9. The surface state measuring apparatus according to claim 4, wherein the spectroscopic means is at least one of a diffraction grating, a prism, and a spectroscopic filter. スペクトル強度検出手段が、CCDラインセンサ及びシリコンフォトダイオード列のいずれかである請求項4から9のいずれかに記載の表面状態測定装置。The surface state measuring apparatus according to any one of claims 4 to 9, wherein the spectrum intensity detecting means is one of a CCD line sensor and a silicon photodiode array.
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