JPH0989754A - 微粒子の計測装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 この発明は成膜用の気密容器内の微粒子を正
確に計測することができるようにした計測装置を提供す
ることにある。 【解決手段】 所定の種類の膜が形成される基板３が設
置される成膜用の気密容器１内を浮遊する微粒子を計測
する微粒子の計測装置において、気密容器の一側に形成
された入射窓５と、入射窓から気密容器内へ入射するレ
−ザ光を発振するレ−ザ発振器７と、気密容器の入射窓
と対向する他側に形成されレ−ザ光が気密容器内を浮遊
する微粒子を照射することで発生する散乱光を出射させ
る出射窓６と、出射窓の内面側に設けられこの出射窓の
周囲を覆う筒状のカバ−ケ−ス２４および基板に形成さ
れる膜と屈折率の近い下地膜２６ａが設けられ散乱光を
通過させるとともにカバ−ケ−スの開口を閉塞したカバ
−プレ−ト２６を有したカバ−体とを具備したことを特
徴とする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は微粒子の移動状態
や数を計測するために用いられる微粒子の計測装置に関
する。

【０００２】

【従来の技術】ＣＶＤなどの薄膜形成装置において、た
とえば液晶表示装置や半導体装置などの基板を気密容器
内に設置して成膜する場合、その基板だけでなく、上記
気密容器の内面にも成膜される。気密容器の内面に形成
された薄膜は剥離し、微粒子となって気密容器内を浮遊
する。浮遊する微粒子が多くなると、基板に形成される
薄膜に悪影響を及ぼす。

【０００３】そこで、気密容器内を浮遊する微粒子の量
を測定し、その量が所定以上となったならば、上記気密
容器内をクリ−ニングできるシステムが必要となる。気
密容器内の微粒子を測定する場合、上記気密容器にレ−
ザ光の入射窓と出射窓とを形成する。上記入射窓からは
レ−ザ光を入射させる。それによって、レ−ザ光が微粒
子を照射することで散乱光が発生するから、その散乱光
を上記出射窓から出射させて検出することで、気密容器
内における微粒子の量や挙動を検出できるようになって
いる。

【０００４】ところで、気密容器内で成膜する場合、気
密容器内に設けられた基板だけでなく、上記出射窓の内
面にも成膜される。とくに、上記入射窓が気密容器の上
部に設けられるのに対して出射窓は底部に設けられるか
ら、上記出射窓の内面には成膜とともに微粒子の堆積が
起きる。

【０００５】上記出射窓の内面に成膜されると、微粒子
からの散乱光の透過率が変動するから、上記散乱光の検
出精度が低下するということがある。つまり、気密容器
内の微粒子の量や挙動の計測精度が早期に低下するとい
うことがある。

【０００６】一方、複写機においては、現像器から感光
ドラムに供給される、微粒子としてのトナ−の粒径や帯
電量が記録用紙に転写される画像の良否を大きく左右す
ることが知られている。複写機に対して適正な状態にあ
るトナ−の供給が行われない場合、記録用紙への転写が
うまく行われないばかりでなく、ドラムから飛び散る飛
散トナ−の発生を招く。この飛散トナ−は複写機内部に
浮遊、付着し、複写品質の低下の原因となる。したがっ
て、トナ−の製造段階において、常に上記現像器から感
光ドラムに供給されるトナ−の帯電量対粒径比が所定の
範囲内にあるかどうかを確認し、複写機の特性に適合し
た特性を持つトナ−を需要者に供給していく必要があ
る。

【０００７】従来からトナ−粒子自体の特性による飛散
要因を解明するための手段として、放出された飛散トナ
−を一度捕集してから測定装置に投入する方法がいくつ
か実施されており、大きくはブロ−オフ方式、付着座標
読取り方式および運動速度測定方式に分けられる。この
うち、とくに運動速度測定方式は外部と被接触の状態に
あるトナ−を観測できる利点があるところから多く用い
られている。

【０００８】運動速度測定方式には軌跡観測法とレ−ザ
ドップラ法とがある。どちらも、筒の内部に気流を発生
させる手段と、発生した気流中に気流方向に対して垂直
な平等電界を発生させる手段と、この平等電界を通過す
る微粒子の変位状態を観測する手段とからなる測定系を
持つ方法である。前者の観測する手段はＴＶカメラと高
速ストロボを利用し、一定時間ごとの微粒子のずれを複
数フレ−ム間の処理によって測定することで速度を算出
し、帯電量対粒径比を導く。後者の観測する手段はレ−
ザ光のドップラ効果を利用し、レ−ザ光のビ−ムを微粒
子に照射し、これにより発生する散乱光のドップラシフ
トを観測し、これを演算処理装置を用いて解析して帯電
量を算出する。

【０００９】複写機においては、微粒子としてのトナ−
の粒径や帯電量の測定を精度よく確実に行うことが要求
される。しかし、上記方法を用いた現行の装置では飛散
トナ−を捕集し装置に投入することが測定の原則となる
から、多くの飛散トナ−が外部と接触し帯電してしまう
ことや個々の飛散トナ−が凝縮してしまうことが避けら
れない。

【００１０】また、粒子を測定位置まで搬送するキャリ
アとして不活性ガスによる気流を利用するが、この気流
の流速や乱れを制御、把握するのは困難である。これが
演算時の誤差要因となり、求める値の不確かさを増す原
因となっている。

【００１１】

【発明が解決しようとする課題】このように、従来は成
膜用の気密容器内の微粒子を計測する場合、計測用の散
乱光が出射する出射窓の内面にも成膜されるため、上記
散乱光の検出精度が早期に低下するということがあっ
た。

【００１２】また、複写機においては、微粒子としての
トナ−の粒径や帯電量の測定を、精度よく確実に行うこ
とが要求される。この発明の目的は、気密容器内を浮遊
する微粒子を測定する場合、出射窓の内面への成膜およ
び微粒子の堆積の影響を受けにくい微粒子の測定装置を
提供することにある。また、この発明の他の目的は、微
粒子の粒径や帯電量を正確に測定することができる微粒
子の測定装置を提供することにある。

【００１３】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に請求項１に記載されたこの発明は、所定の種類の膜が
形成される基板が設置される成膜用の気密容器内を浮遊
する微粒子を計測するための計測装置において、上記気
密容器の一側に形成された入射窓と、この入射窓から上
記気密容器内へ入射するレ−ザ光を発振するレ−ザ発振
器と、上記レ−ザ光を平面形状に成形する光学手段と、
上記気密容器の上記入射窓と対向する他側に形成され上
記レ−ザ光が上記気密容器内を浮遊する微粒子を照射す
ることで発生する散乱光を出射させる出射窓と、この出
射窓から出射する散乱光を検出する検出部と、上記出射
窓の内面側に設けられこの出射窓の周囲を覆う筒状のカ
バ−ケ−スおよび上記基板に形成される膜と屈折率の近
い下地膜が設けられ上記カバ−ケ−スの開口部分を閉塞
するとともに上記散乱光を通過させるカバ−プレ−トか
らなるカバ−体とを具備したことを特徴とする。

【００１４】請求項２の発明は、上記カバ−体は上記気
密容器の内底部に設けられ、そのカバ−プレ−トは、上
記気密容器内を落下する微粒子の落下方向に対して所定
の角度で傾斜して設けられていることを特徴とする。

【００１５】請求項３に記載された発明は、測定管内に
導入された微粒子の粒径と帯電量を測定するための計測
装置において、上記測定管内に微粒子を導入する導入手
段と、上記測定管内に入射させるレ−ザ光を出力するレ
−ザ発振器と、上記測定管内に入射するレ−ザ光を平面
形状に成形し上記測定管内に導入された微粒子を照射す
る光学手段と、上記測定管内に設けられこの測定管内に
平等電界を発生させる電界発生手段と、上記測定管内を
移動する上記微粒子を撮像する撮像手段と、この撮像手
段によって得られる信号を処理して上記微粒子の挙動を
求める解析手段とを具備したことを特徴とする。

【００１６】請求項４の発明は請求項３の発明におい
て、上記検出手段は、上記電界発生手段で発生した電界
方向へ移動する微粒子の挙動を撮像した撮像手段からの
信号によって微粒子の帯電量と粒径との比を求める第１
の検出手段と、微粒子を照射したレ−ザ光の散乱光から
波高値を測定し、その波高値から粒径を算出する第２の
検出手段とから構成されていることを特徴とする。

【００１７】請求項１に記載された発明によれば、基板
に成膜する際、出射窓の内面に成膜されるものの、上記
出射窓は上記基板に形成される膜と屈折率の近い下地膜
が設けられたカバ−体のカバ−プレ−トによって覆われ
ている。そのため、上記カバ−プレ−トに成膜されて
も、上記出射窓から出射する散乱光の透過率の変動が少
ないから、検出精度が低下しずらい。

【００１８】請求項２に記載された発明によれば、カバ
−プレ−トが微粒子の落下方向に対して所定の角度で傾
斜しているため、出射窓上に落下粒子の堆積が起こりに
くく、それによる透過率の減少が発生しずらい。

【００１９】請求項３の発明によれば、電界発生手段に
電圧が印加されていない状態で微粒子の挙動を求めれ
ば、微粒子の粒径を算出することができ、電界発生手段
に電圧を印加して微粒子の挙動を求めれば、微粒子の帯
電量と粒径との比を求めることができる。

【００２０】請求項４の発明によれば、検出手段が第１
の検出部と第２の検出部とからなることで、第１の検出
部により微粒子の帯電量と粒径との比を求めることがで
き、第２の検出部によって粒径を求めることができる。

【００２１】

【実施形態】以下、この発明の実施形態を説明する。図
１乃至図３はこの発明の第１の実施例を示す。図１はＳ
ｉＮ成膜用のＣＶＤ装置を示し、同図中１は気密容器で
ある。気密容器１内には搬送トレ−２が出し入れ自在に
設けられ、この搬送トレ−２には複数の基板３が紙面の
上下方向に沿う垂直方向に沿ってに保持されている。

【００２２】上記気密容器１の上部壁には入射孔４ａが
形成され、底部壁には出射孔５ａが形成されている。上
記入射孔４ａは入射窓４によって気密に閉塞され、出射
孔５ａは出射窓５によって気密に閉塞されている。

【００２３】上記入射窓４に対向する部位にはレ−ザ発
振器７が配設されている。このレ−ザ発振器７から出力
されたレ−ザ光Ｌはたとえばシリンドリカルレンズのよ
うなビ−ム径可変用レンズなどの光学手段８によって平
面形状に成形されて上記入射窓４から気密容器１内へ入
射する。なお、光学手段としてはスキャナを用い、レ−
ザ光を所定方向に走査させることで平面形状に成形して
もよい。

【００２４】上記出射窓５は上記レ−ザ光Ｌの進行方向
からずれた位置に形成されていて、この出射窓５からは
上記レ−ザ光Ｌが気密容器１内を浮遊する微粒子Ｐを照
射することによって発生する散乱光Ｓが出射するように
なっている。

【００２５】上記出射窓５から出射した散乱光Ｓは検出
部１１によって検出される。この検出部１１は上記気密
容器１内のＡ点に焦点が合わせられたレンズ系１２と、
このレンズ系１２からの光を検出する電子増倍管１３と
から形成されている。この検出部１１からの検出信号は
計数部１４に入力される。この計数部１４は散乱光Ｓか
ら微粒子Ｐの数を検出する。

【００２６】上記出射窓５の内面側にはカバ−体２１が
設けられている。このカバ−体２１は図２に示すように
上記気密容器１の底部壁内面に接合されるベ−スプレ−
ト２２を備えている。つまり、ベ−スプレ−ト２２の一
側には連結部材２２ａが設けられ、この連結部材２２ａ
がねじ２２ｂによって気密容器１の底部壁内面に固定さ
れている。

【００２７】上記ベ−スプレ−ト２２には上記出射窓５
と対応する四角形の通孔２３が穿設されている。この通
孔２３の周囲は下端を上記ベ−スプレ−ト２２に固定し
た角筒状のカバ−ケ−ス２４で覆われている。

【００２８】上記カバ−ケ−ス２４の上端面は散乱光Ｓ
が入射し易いよう、所定の角度で斜めに切欠された傾斜
面に形成されていて、その傾斜面の下端には板ばねから
なる一対の弾性保持片２５が設けられている。これら保
持片２５には上記カバ−ケ−ス２４の上端開口面を覆う
カバ−プレ−ト２６が一側を弾性的に保持されて着脱自
在に設けられている。

【００２９】上記カバ−プレ−ト２６は散乱光を透過す
る板状の材料、たとえばＳｉＯ₂ からなり、その一側
面、つまり気密容器１内を向いた外面には、図３に示す
ように上記基板３に形成される膜と屈折率の近い材料か
らなる下地膜２６ａが形成されている。下地膜２６ａと
しては、たとえば上記基板３に形成される膜がＳｉＮの
場合にはＩＴＯがよい。

【００３０】上記構成の計測装置によれば、気密容器１
内に保持された基板３に成膜する際、光学手段８によっ
て平面形状に成形されたレ−ザ光Ｌを入射窓４から入射
させる。それによって、上記気密容器１内を浮遊する微
粒子Ｐが上記レ−ザ光Ｌによって照射されて散乱光Ｓが
発生するから、その散乱光Ｓは上記カバ−体２１のカバ
−プレ−ト２６を透過して検出部１１で検出される。

【００３１】上記検出部１１からの検出信号は計数部１
４に入力される。検出信号が計数部１４に入力されるこ
とで浮遊する微粒子Ｐの数を計測することができる。と
ころで、基板３に成膜することで、気密容器１内に設け
られた上記カバ−体２１のカバ−プレ−ト２６にも成膜
される。つまり、カバ−プレ−ト２６のＩＴＯ膜からな
る下地膜２６ａにＳｉＮ膜が成膜される。上記下地膜２
６ａはＳｉＮに屈折率が近い。そのため、カバ−プレ−
ト２６のＩＴＯ膜にＳｉＮ膜が成膜されても、カバ−プ
レ−ト２６を透過する散乱光Ｓの透過率の変動が少ない
ため、上記検出部１１による散乱光Ｓの検出精度が低下
するということがほとんどない。

【００３２】また、カバ−体２１を気密容器１の内部に
設けたから、外部に設けた場合のように、気密容器１の
外部のレイアウトに影響を与えることがない。そのた
め、小型の成膜装置にも取り付けることができるという
こともある。

【００３３】さらに、上記カバ−ケ−ス２４の上端面を
所定の角度で傾斜させ、そこにカバ−プレ−ト２６を設
けるようにしたので、カバ−プレ−ト２６も傾斜してい
る。カバ−プレ−ト２６が傾斜していれば、気密容器１
内を落下する微粒子Ｐが上記カバ−プレ−ト２６に堆積
しずらい。そのため、そのことによっても、上記カバ−
プレ−ト２６を透過する散乱光Ｓの透過率が変動しずら
いから、気密容器１内に微粒子Ｐの計測精度が長期にわ
たって良好に維持される。

【００３４】なお、この実施例において、散乱光Ｓを撮
像すれば、微粒子Ｐの挙動を解析することができる。図
４と図５はこの発明の第２の実施形態を示す。この実施
例は複写機における微粒子の計測装置で、図４において
３１は現像器を示す。この現像器３１は微粒子であるト
ナ−Ｔを内蔵したケ−ス３２と、このケ−ス３２内に設
けられた現像スリ−ブ３３とからなる。

【００３５】上記現像器３１と対向する部位にはトナ−
Ｔが内部に導入される導入ボックス３４が配設されてい
る。この導入ボックス３４の上面には開口３４ａが形成
され、この開口３４ａの側方には取付け部材３５が設け
られている。この取付け部材３５には上記開口３４ａの
上方に位置するようスキャナ３６が取付けられている。
このスキャナ３６の揺動駆動されるミラ−３６ａにはレ
−ザ発振器３７から出力されたレ−ザ光Ｌが入射する。
それによって、レ−ザ光Ｌは上記ミラ−３６ａの揺動方
向に走査されることになる。つまり、レ−ザ光Ｌはミラ
−２６ａによって平面形状に成形される。

【００３６】上記導入ボックス３４の下面には角筒状の
測定管４０の上端が連通接続されている。この測定管４
０の下端には送風機３８の吸引側が接続されている。そ
れによって、上記送風機３８が作動すれば、上記現像器
３１の現像スリ−ブ３３から飛散したトナ−Ｔが上記測
定管４０内に吸引されるようになっている。

【００３７】上記測定管４０の中途部には板面を上記レ
−ザ光Ｌの走査方向と平行にして一対の電極板３９（一
枚のみ図示）が平行に離間対向して配設されている。こ
れら電極板３９は図示しない電源に接続され、その電源
が作動することで平等電界を発生するようになってい
る。

【００３８】上記一対の電極板３９間の空間部は検出部
４１によって撮像される。この検出部４１はイメ−ジイ
ンテンシファイヤ４２ａの入射側にレンズ４２ｂが設け
られ、出射側にＣＣＤカメラ４２ｃが設けられてなる。
このＣＣＤカメラ４２ｃからの信号はモニタ４３および
画像処理装置４４に入力される。

【００３９】つまり、上記空間部にレ−ザ光Ｌを走査す
ることで、この空間部を後述するごとく自由落下するト
ナ−Ｔが照射される。それによって、散乱光Ｓが発生す
るから、その散乱光Ｓが上記検出部４１で検出されるこ
とで、トナ−Ｔの挙動が撮像されることになる。

【００４０】上記ＣＣＤカメラ４２ｃからの画像信号に
よって上記測定管４０を自由落下するトナ−Ｔの自由落
下速度Ｖz が求められ、また電極板３９間に平等電界を
発生させた状態でトナ−Ｔを自由落下させれば、一対の
電極板３９間に到達したトナ−Ｔは電界方向へ移動する
から、その移動速度Ｖx が求められる。

【００４１】つぎに、上記構成の計測装置によって、ト
ナ−Ｔの粒径ｄと帯電量ｑを測定する手順について説明
する。まず、送風機３８を作動させて導入ボックス３４
から測定管４０へ流れる空気流を形成し、その空気流に
よって現像器３１の現像スリ−ブ３３から飛散するトナ
−Ｔを上記導入ボックス３４から測定管４０へ導入す
る。

【００４２】トナ−Ｔが測定管４０内へ導入されたな
ら、送風機３８を停止し、トナ−Ｔを自由落下させると
ともにレ−ザ発振器３７からレ−ザ光Ｌを発振させ、ス
キャナ３６によって測定管４０内を走査させる。

【００４３】測定管４０内を落下するトナ−Ｔがレ−ザ
光Ｌによって照射されると、散乱光Ｓが発生するから、
その散乱光Ｓを検出部４１で撮像することで、その画像
から上記トナ−Ｔの自由落下速度Ｖz を求める。

【００４４】トナ−Ｔの自由落下速度Ｖz と粒径ｄとの
関係は、 Ｖz ＝ρ・ｇ・ｄ² ／（18η） …（１）式 で示される。ただし、ρ：粒子密度、ｇ：重力加速度、
η：流体の粘性係数である。したがって、Ｖz が求まれ
ば、上記（１）式よりトナ−Ｔの粒径ｄを求めることが
できる。

【００４５】トナ−Ｔの自由落下状態を撮像してその粒
径ｄを求めたなら、電極板３９に通電してこれらの間に
平等電界を発生させる。平等電界中のトナ−Ｔの挙動を
撮像することで、その画像からトナ−Ｔの電界方向への
移動速度Ｖx を求める。

【００４６】電界中のトナ−Ｔの電界方向への移動速度
Ｖx と、そのトナ−Ｔ粒子の帯電量ｑとの関係は、 Ｖx ＝ｑ・Ｅ／（３π・η・ｄ） …（２）式 で示される。ただし、Ｅは電界強度である。

【００４７】検出部４１によって検出された画像からト
ナ−Ｔの電界方向への移動速度ＶXが求められるから、
トナ−Ｔの帯電量ｑと粒径ｄとの比（ｑ／ｄ）を求める
ことができる。さらに、先にＶz から（１）式により求
めた粒径ｄの値を上記（２）式へ代入すれば、トナ−Ｔ
の帯電量ｑを求めることができる。

【００４８】このように、トナ−Ｔの粒径ｄと帯電量ｑ
との比および個々の値を求めることができれば、これら
の値が適性であるか否やか、つまり複写機による複写状
態の良否を判定することができる。

【００４９】また、現像器３１で発生するトナ−Ｔは送
風機３８の空気流に乗せて測定管４０内に導入し、その
後は自由落下させるようにしている。そのため、トナ−
Ｔを強制的に移動させる場合のように、接触帯電により
トナ−Ｔの帯電量が変化するということがほとんどない
から、その帯電量ｑの測定を正確に行うことができる。
しかも、測定管４０内を撮像し、それぞれのトナ−Ｔか
らの散乱光Ｓを検出するため、個々のトナ−Ｔ粒子の帯
電量を測定することができる。

【００５０】さらに、上記トナ−Ｔの粒径ｄの測定は、
測定管４０内でトナ−Ｔを自由落下させ、その自由落下
速度Ｖz から算出するようにしている。そのため、トナ
−Ｔを強制的に移動させてその粒径ｄを測定する場合に
比べて測定条件の変化が少なくなるから、測定精度が向
上する。

【００５１】なお、上記第２の実施形態ではレ−ザ光を
スキャナによって走査させたが、シリンドリカルレンズ
などで平面形状に成形し、所定のパルス数で繰り返し発
振させるようにしてもよい。

【００５２】また、測定管は角筒状に代わり円筒状とし
てもよく、その場合、電極板を測定管の外部に配置する
ようにしてもよい。さらに、散乱光の検出部としては高
感度テレビカメラであってもよく、またレ−ザ光の出力
を上げることでカメラを低感度化することも可能であ
る。

【００５３】図６はこの発明の第３の実施形態である。
この第３の実施形態は第２の実施形態の変形例である。
なお、第２の実施形態と同一部分には同一記号を付して
説明を省略する。

【００５４】すなわち、この実施形態では検出部４１Ａ
にハ−フミラ−５１が設けられ、この検出部４１Ａに入
射する散乱光Ｓは分割される。上記ハ−フミラ−５１で
反射した散乱光Ｓは光電子増倍管５２で受光され、透過
した散乱光Ｓはイメ−ジインテンシファイヤ４２ａで受
光される。

【００５５】光電子増倍管５２で受光された散乱光Ｓは
光電変換され、散乱光量に対応した波高値のパルス信号
を発生する。このパルス信号は第１の検出部となる波高
分析器５４に入射して波高値が測定され、ついでその測
定信号はＣＰＵ５５に入力され、そこで粒径換算され
る。つまりトナ−Ｔの粒径ｄが求められる。

【００５６】一方、ハ−フミラ−５１を透過した散乱光
Ｓは上記第２の実施形態と同様、イメ−ジインテンシフ
ァイヤ４２ａ、ＣＣＤカメラ４２ｃを経てモニタ２５で
映像化され、ついで第２の検出部となる画像処理装置４
４で画像処理される。それによって、微粒子であるトナ
−Ｔの挙動解析が行われ、電界方向への移動速度Ｖxが
求められる。

【００５７】したがって、それらの値ｄ、Ｖx を上記
（２）式に用いることで、帯電量ｑを算出することがで
き、その演算処理は上記ＣＰＵ５５で行われる。図７は
この発明の第４の実施形態である。この実施形態は図６
に示す第３の実施形態の変形例であり、第２、第３の実
施形態と同一部分には同一記号を付して説明を省略す
る。

【００５８】すなわち、この第４の実施形態において
は、一対の電極板３９間のトナ−Ｔの挙動は第２の実施
例と同様、検出部４１によって検出され、モニタ４３お
よび画像処理装置４４に入力されて画像処理される。そ
れによって、微粒子挙動解析が行われ、電界方向への移
動速度Ｖ_x が求められるから、上記（２）式より帯電量
ｑと粒径ｄとの比を算出できる。

【００５９】一方、測定管４０の下端部の細径部を透明
な石英管５１で形成し、この石英管６１の径方向一端側
には第２のレ−ザ発振器６２が配設されている。この第
２のレ−ザ発振器６２から出力されたレ−ザ光Ｌ1 は、
上記石英管６１を通過するトナ−Ｔを照射する。それに
よって、石英管６１ではトナ−Ｔの粒径に応じた散乱光
Ｓ1 が発生し、その散乱光Ｓ1 は上記石英管６１の径方
向他端側に配置された光電子倍増管６３にレンズ６４を
介して入射する。

【００６０】光電子倍増管６３で受光された散乱光Ｓ1
は光電変換され、散乱光量に対応した波高値のパルス信
号を出力する。このパルス信号は波高分析器５４に入力
して波高値が測定され、ついでその値はＣＰＵ５５に入
力されて演算処理される。それによって、トナ−Ｔの粒
径ｄが算出される。

【００６１】トナ−Ｔの粒径ｄが算出されれば、上記画
像処理装置４４に移動速度Ｖ_x から求めた帯電量ｑと粒
径ｄとの比に上記粒径ｄの値を乗じることで、上記トナ
−Ｔの帯電量ｑを算出でき、その算出は上記ＣＰＵ５５
で行われる。なお、通常、トナ−Ｔの開発には帯電量ｑ
と粒径ｄとの比が求められれば十分であるが、粒径ｄや
帯電量ｑを知ることで、さらに精度の高い開発が可能と
なる。

【００６２】この第４の実施形態における実験結果を下
記に示す。縦２３４mm×横１９４mm×高さ１００mmの導
入ボックスと、縦５０mm×横５０mm×高さ４４０mmの測
定管と、縦１４０mm×横５０mm×厚さ３mmの平行平板電
極を備えた装置を用意し、スキャン周波数２００ヘルツ
（鋸波）、発生電界１×１０５Ｖ／ｍ、測定視野１５mm
×２０mm、シャッタスピ−ド１／６０sec 、測定管内の
気流の速度３ｍ／sec の条件でトナ−の観測を実施した
ところ、他方式の装置に比して遜色のない分解能と精度
を得た。

【００６３】スキャン周波数は撮像手段が撮像する１フ
レ−ム分の時間幅の２倍以上、とくに２〜４倍程度の周
波数にすると好ましい。このようにすることで、１フレ
−ム内でｑ／ｄを特定するパラメ−タＶx を得ることが
できるからである。

【００６４】なお、上記第２乃至第４の実施形態におい
て、測定対象物は複写機のトナ−に限られず、他の粒子
であってもよく、要は粒子密度が分かる微粒子であれば
測定可能である。

【００６５】

【発明の効果】以上述べたように請求項１の発明は、気
密容器の内側に、出射窓を覆うカバ−体を設けるととも
に、このカバ−体には気密容器内で基板に形成される膜
と屈折率の近い下地膜を有するカバ−プレ−トを設け、
上記出射窓から出射する散乱光によって気密容器内の微
粒子を計測するようにした。

【００６６】そのため、上記気密容器内で基板に成膜す
る際、上記出射窓を覆うカバ−プレ−トに成膜されて
も、下地膜とそこに成膜される成分との屈折率がほぼ同
じであることにより、散乱光の透過率の変動を小さく押
さえることができるから、出射窓を透過する上記散乱光
による微粒子の検出精度を長期にわたって良好に維持す
ることができる。

【００６７】請求項２の発明によれば、カバ−プレ−ト
が微粒子の落下方向に対して所定の角度で傾斜している
ため、出射窓上に落下粒子の堆積が起こりにくく、それ
による透過率の減少が発生しずらい。

【００６８】請求項３の発明によれば、電界発生手段に
電圧が印加されていない状態で微粒子の挙動を求めれ
ば、微粒子の粒径を算出することができ、電界発生手段
に電圧を印加して微粒子の挙動を求めれば、微粒子の帯
電量と粒径との比を求めることができるから、それらの
計測を比較的簡単な構成の装置で精度よく行うことがで
きる。

【００６９】請求項４の発明によれば、第１の検出部に
より微粒子の帯電量と粒径との比を求めることができ、
第２の検出部によって粒径を求めることができるから、
これらの検出を同時に行うことが可能となる。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明の第１の実施形態の計測装置が設けら
れた気密容器の縦断面図。

【図２】同じくカバ−体の分解斜視図。

【図３】同じくカバ−プレ−トの一部部分の拡大断面
図。

【図４】この発明の第２の実施形態の計測装置の全体構
成を示す側面図。

【図５】同じく平面図。

【図６】この発明の第３の実施形態の計測装置の全体構
成を示す側面図。

【図７】この発明の第４の実施形態の計測装置の全体構
成を示す側面図。

【符号の説明】

１…気密容器、３…基板、４…入射窓、５…出射窓、２
１…カバ−体、２４…カバ−ケ−ス、２６…カバ−プレ
−ト、２６ａ…下地膜、３６…スキャナ（光学手段）、
３７…レ−ザ発振器、３９…電極板、４０…測定管、４
１、４１Ａ…検出部。

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 所定の種類の膜が形成される基板が設置
   される成膜用の気密容器内を浮遊する微粒子を計測する
   ための計測装置において、 上記気密容器の一側に形成された入射窓と、 この入射窓から上記気密容器内へ入射するレ−ザ光を発
   振するレ−ザ発振器と、 上記レ−ザ光を平面形状に成形する光学手段と、 上記気密容器の上記入射窓と対向する他側に形成され上
   記レ−ザ光が上記気密容器内を浮遊する微粒子を照射す
   ることで発生する散乱光を出射させる出射窓と、 この出射窓から出射する散乱光を検出する検出部と、 上記出射窓の内面側に設けられこの出射窓の周囲を覆う
   筒状のカバ−ケ−スおよび上記基板に形成される膜と屈
   折率の近い下地膜が設けられ上記カバ−ケ−スの開口部
   分を閉塞するとともに上記散乱光を通過させるカバ−プ
   レ−トからなるカバ−体とを具備したことを特徴とする
   微粒子の計測装置。
2. 【請求項２】 上記カバ−体は上記気密容器の内底部に
   設けられ、そのカバ−プレ−トは、上記気密容器内を落
   下する微粒子の落下方向に対して所定の角度で傾斜して
   設けられていることを特徴とする請求項１記載の微粒子
   の計測装置。
3. 【請求項３】 測定管内に導入された微粒子の粒径と帯
   電量を測定するための計測装置において、 上記測定管内に微粒子を導入する導入手段と、 上記測定管内に入射させるレ−ザ光を出力するレ−ザ発
   振器と、 上記測定管内に入射するレ−ザ光を平面形状に成形し上
   記測定管内に導入された微粒子を照射する光学手段と、 上記測定管内に設けられこの測定管内に平等電界を発生
   させる電界発生手段と、 上記測定管内を移動する上記微粒子を撮像する撮像手段
   と、 この撮像手段によって得られる信号を処理して上記微粒
   子の挙動を求める解析手段とを具備したことを特徴とす
   る微粒子の計測装置。
4. 【請求項４】 上記検出手段は、上記電界発生手段で発
   生した電界方向へ移動する微粒子の挙動を撮像した撮像
   手段からの信号によって微粒子の帯電量と粒径との比を
   求める第１の検出部と、微粒子からの散乱光によって波
   高値を測定し、その波高値から粒径を算出する第２の検
   出部とから構成されていることを特徴とする請求項３記
   載の計測装置。