JPS641721B2 - - Google Patents
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- Publication number
- JPS641721B2 JPS641721B2 JP22073182A JP22073182A JPS641721B2 JP S641721 B2 JPS641721 B2 JP S641721B2 JP 22073182 A JP22073182 A JP 22073182A JP 22073182 A JP22073182 A JP 22073182A JP S641721 B2 JPS641721 B2 JP S641721B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- layer
- thickness
- quantum efficiency
- measuring
- light
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired
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-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01B—MEASURING LENGTH, THICKNESS OR SIMILAR LINEAR DIMENSIONS; MEASURING ANGLES; MEASURING AREAS; MEASURING IRREGULARITIES OF SURFACES OR CONTOURS
- G01B11/00—Measuring arrangements characterised by the use of optical techniques
- G01B11/02—Measuring arrangements characterised by the use of optical techniques for measuring length, width or thickness
- G01B11/06—Measuring arrangements characterised by the use of optical techniques for measuring length, width or thickness for measuring thickness ; e.g. of sheet material
- G01B11/0616—Measuring arrangements characterised by the use of optical techniques for measuring length, width or thickness for measuring thickness ; e.g. of sheet material of coating
Landscapes
- Physics & Mathematics (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Length Measuring Devices By Optical Means (AREA)
- Photoreceptors In Electrophotography (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
本発明は機能分離型多層構造電子写真用感光体
の感光層の最上層の膜厚を非接触にて精度良く測
定する方法に関する。
の感光層の最上層の膜厚を非接触にて精度良く測
定する方法に関する。
電子写真用感光体の感光層は一般に非晶質であ
るため、これに機械的に接触する結晶化を来たす
おそれがある。従つて非接触で測定することが望
ましく、さらに多層構造の場合には最上層の数μ
ｍの桁以下の膜厚を精度良く測定することが要求
される。
るため、これに機械的に接触する結晶化を来たす
おそれがある。従つて非接触で測定することが望
ましく、さらに多層構造の場合には最上層の数μ
ｍの桁以下の膜厚を精度良く測定することが要求
される。
非接触の膜厚測定方法としては光学干渉を用い
た方法が知られている。しかし第１図に示すよう
に導電性基体４の上に電荷輸送層（CTL）３、
電荷発生層（CGL）２、表面被覆層（OCL）１
を積層した層構成の感光体では、感光体の寿命を
支配するOCL１の膜厚を測定するためには、
CGL２の表面に一度酸化膜をつけることにより
CGL２の表面での反射光が得られるようにしな
ければならない。これは真空中でCGLからOCL
を連続的に蒸着を行つたものについては測定不可
能を意味する。理論的にはCGLとOCLの界面で
の反射が存在するけれども、その量は極めて小さ
く、通常の光学測定器のノイズレベルとほぼ一致
しているため測定できない。
た方法が知られている。しかし第１図に示すよう
に導電性基体４の上に電荷輸送層（CTL）３、
電荷発生層（CGL）２、表面被覆層（OCL）１
を積層した層構成の感光体では、感光体の寿命を
支配するOCL１の膜厚を測定するためには、
CGL２の表面に一度酸化膜をつけることにより
CGL２の表面での反射光が得られるようにしな
ければならない。これは真空中でCGLからOCL
を連続的に蒸着を行つたものについては測定不可
能を意味する。理論的にはCGLとOCLの界面で
の反射が存在するけれども、その量は極めて小さ
く、通常の光学測定器のノイズレベルとほぼ一致
しているため測定できない。
本発明はこのようなOCLの膜厚も測定でき、
品質のばらつきを低減できるようにする高精度で
かつ簡便な最上層の膜厚の非接触測定方法を提供
することを目的とする。
品質のばらつきを低減できるようにする高精度で
かつ簡便な最上層の膜厚の非接触測定方法を提供
することを目的とする。
この目的は、本発明によれば感光体が表面側か
ら積層された第一層、第二層、第三層の少なくと
も三つの層を備え、光に対する感度に関して第一
層および第三層の材料が第二層の材料より小さい
場合の第一層の厚さを測定する方法であつて、第
一層の材料の表面反射率をR1、量子効率をη1、
吸収係数をα、第二層の材料の表面反射率をR2、
量子効率をη2とした場合、第一層から第二層への
入射光の両層の界面における反射率R′を測定し、
この感光体の量子効率ηを光減衰曲線より求め
て、第一層の厚さＬを Ｌ＝ln｛（１−R2）／（１−R′）（１−R1）2・（η
−η1）／η2｝／−α より計算することによつて達成される。
ら積層された第一層、第二層、第三層の少なくと
も三つの層を備え、光に対する感度に関して第一
層および第三層の材料が第二層の材料より小さい
場合の第一層の厚さを測定する方法であつて、第
一層の材料の表面反射率をR1、量子効率をη1、
吸収係数をα、第二層の材料の表面反射率をR2、
量子効率をη2とした場合、第一層から第二層への
入射光の両層の界面における反射率R′を測定し、
この感光体の量子効率ηを光減衰曲線より求め
て、第一層の厚さＬを Ｌ＝ln｛（１−R2）／（１−R′）（１−R1）2・（η
−η1）／η2｝／−α より計算することによつて達成される。
以下図を引用して本発明について説明する。第
１図に示すようなアルミニウム基板４の上に
CTLとしての純Se層３、CGLとしての光感度の
大きいSe−Te層（例えばTe32.5重量％）２、
OCLとして純Se層１が積層された感光体におい
ては、帯電された感光体に光を照射した時に生じ
る初期電位の減衰曲線（これを光減衰カーブとい
う）について、特にELC（Emission Limited
Current）のみで評価できるような疲労のない、
かつ一定レベル以上（少なくとも0.2V／μｍ以
上）の電界における光減衰カーブのみに注目した
場合、すなわち、SCLC（Space Chavge Limited
Current）が無視できる条件では、このときの光
減衰カーブは次の様に表現できることは既知であ
る。
１図に示すようなアルミニウム基板４の上に
CTLとしての純Se層３、CGLとしての光感度の
大きいSe−Te層（例えばTe32.5重量％）２、
OCLとして純Se層１が積層された感光体におい
ては、帯電された感光体に光を照射した時に生じ
る初期電位の減衰曲線（これを光減衰カーブとい
う）について、特にELC（Emission Limited
Current）のみで評価できるような疲労のない、
かつ一定レベル以上（少なくとも0.2V／μｍ以
上）の電界における光減衰カーブのみに注目した
場合、すなわち、SCLC（Space Chavge Limited
Current）が無視できる条件では、このときの光
減衰カーブは次の様に表現できることは既知であ
る。
−kε0dE／dt＝eηF ……(1)
ｋは比誘電率、ε0は真空誘電率、Ｅは電界の強
さ、ｅは電気素量、ηは量子効率、Ｆは単位時間
面積当たりの入射フオトン数（光量）である。
さ、ｅは電気素量、ηは量子効率、Ｆは単位時間
面積当たりの入射フオトン数（光量）である。
Ｆは次の式で計算できる。
Ｆ＝Xλ／hc ……(2)
ここでＸは入射光の強さ、λは入射光波率、ｈ
はプランク定数、ｃは光速である。
はプランク定数、ｃは光速である。
従つて、入射光の強さが既知であれば、dE／
dtは光減衰カーブの微係数に該当するので(1)，(2)
式より量子効率すなわち光によるキヤリヤの生成
効率ηを求めることができる。感光層が全層純
Seの時のηのみかけの実測量子効率をη1とし、
全層がSe−Te合金よりなる時のηのみかけの実
測量子効率をη2とする。実際には、η2を測定する
場合には60μｍ以上の厚さのCTL３の上にCGL２
を吸収係数により決定される必要膜厚（Te32.5
重量％の場合は2μｍ以上）設けた感光体で測定
すればよい。今、入射光がF0のとき、OCL１の
全層透過光F1は次式で示される。
dtは光減衰カーブの微係数に該当するので(1)，(2)
式より量子効率すなわち光によるキヤリヤの生成
効率ηを求めることができる。感光層が全層純
Seの時のηのみかけの実測量子効率をη1とし、
全層がSe−Te合金よりなる時のηのみかけの実
測量子効率をη2とする。実際には、η2を測定する
場合には60μｍ以上の厚さのCTL３の上にCGL２
を吸収係数により決定される必要膜厚（Te32.5
重量％の場合は2μｍ以上）設けた感光体で測定
すればよい。今、入射光がF0のとき、OCL１の
全層透過光F1は次式で示される。
F1＝（１−R1）F0exp（−αL） ……(3)
ここでR1はOCL１の空気中での表面反射率、
αは吸収係数、ＬはOCL１の膜厚である。
αは吸収係数、ＬはOCL１の膜厚である。
また、全層OCL１の材料の感光層において、
光減衰に寄与する単位時間当たりのフオトン数は
入射光（フオトン数）に量子効率を乗じたものと
定義されるので、光減衰曲線により実測されるみ
かけの量子効率η1と入射光F0をそれぞれ表面透過
率（１−R1）で補正することにより、光減衰に
寄与するフオトン数N1を次式で表わすことがで
きる。
光減衰に寄与する単位時間当たりのフオトン数は
入射光（フオトン数）に量子効率を乗じたものと
定義されるので、光減衰曲線により実測されるみ
かけの量子効率η1と入射光F0をそれぞれ表面透過
率（１−R1）で補正することにより、光減衰に
寄与するフオトン数N1を次式で表わすことがで
きる。
N1＝F0（１−R1）η1／（１−R1）
＝F0η1 ……(4)
次に第１図に示される積層構造におけるOCL
１の全層透過光F1に、OCL１とその下の層であ
るCGL２との界面において真空ブレイク時に形
成される酸化層の反射率R′を考慮することによ
り、CGL２の正味の入射光F2は次式で表わされ
る。
１の全層透過光F1に、OCL１とその下の層であ
るCGL２との界面において真空ブレイク時に形
成される酸化層の反射率R′を考慮することによ
り、CGL２の正味の入射光F2は次式で表わされ
る。
F2＝（１−R′）F1 ……(5)
この正味の入射光F2に対するCGL２における
光減衰に寄与するフオトン数N2は、この正味の
入射光F2に前述と同様にCGL２の材料の層の光
減衰曲線から実測されるみかけの量子効率η2を表
面透過率（１−R2）で補正して乗じることによ
り、次式で表わされる。
光減衰に寄与するフオトン数N2は、この正味の
入射光F2に前述と同様にCGL２の材料の層の光
減衰曲線から実測されるみかけの量子効率η2を表
面透過率（１−R2）で補正して乗じることによ
り、次式で表わされる。
N2＝F2η2／（１−R2） ……(6)
次に第１図に示される積層構成の場合の光減衰
に寄与するフオトン数は光減衰曲線から求められ
たみかけの実測量子効率ηxと、入射光F0をそれぞ
れ空気中からの表面透過率（１−R1）で補正す
ることにより次式で表わされる（ただし、CTL
では量子効率が小さく、その層で光減衰に寄与す
るフオトンは非常に少ないので省略する）。
に寄与するフオトン数は光減衰曲線から求められ
たみかけの実測量子効率ηxと、入射光F0をそれぞ
れ空気中からの表面透過率（１−R1）で補正す
ることにより次式で表わされる（ただし、CTL
では量子効率が小さく、その層で光減衰に寄与す
るフオトンは非常に少ないので省略する）。
N1＋N2＝F0（１−R1）ηx／（１−R1）
＝F0ηx ……(7)
(3)，(4)，(5)，(6)，(7)式より、求めるOCL１の
膜厚Ｌは以下となる。」 Ｌ＝ln｛（１−R2）／（１−R′）（１−R1）・（ηx
−η1）／η2｝／−α ……(8) 物質固有の値であるR1，R2，η1，η2，αの値と、
第一層のOCL１から第二層のCGL２に入射する
光の界面酸化層における反射率R′をそれぞれ前
もつて一度求めておけば、η2＞η1でかつ第三層の
CTL３の量子効率もη2より小さい多層構造の試
料感光体の光減衰特性を測定してηxを求めること
により(8)式から必要な膜厚を非接触で、しかも簡
便に、かつ精度よく算定することが可能である。
第２図は本発明に基づく方法と光学干渉法による
膜厚測定結果を比較したもので、両法においてほ
ぼ同じ値を得る事を示している。
膜厚Ｌは以下となる。」 Ｌ＝ln｛（１−R2）／（１−R′）（１−R1）・（ηx
−η1）／η2｝／−α ……(8) 物質固有の値であるR1，R2，η1，η2，αの値と、
第一層のOCL１から第二層のCGL２に入射する
光の界面酸化層における反射率R′をそれぞれ前
もつて一度求めておけば、η2＞η1でかつ第三層の
CTL３の量子効率もη2より小さい多層構造の試
料感光体の光減衰特性を測定してηxを求めること
により(8)式から必要な膜厚を非接触で、しかも簡
便に、かつ精度よく算定することが可能である。
第２図は本発明に基づく方法と光学干渉法による
膜厚測定結果を比較したもので、両法においてほ
ぼ同じ値を得る事を示している。
なお、CGLを蒸着後一旦真空槽の真空を破り、
その後OCLの蒸着を行う場合は、電荷発生層表
面に成長した酸化膜から生ずる反射が大きいが、
従来の光学干渉法で測定不能であつた二つの層を
連続蒸着するような場合は、界面での反射はほと
んど無視できるので、５式の（１−R′）の項は
なくなり膜厚は次式で求めることができるので一
層簡便になる。
その後OCLの蒸着を行う場合は、電荷発生層表
面に成長した酸化膜から生ずる反射が大きいが、
従来の光学干渉法で測定不能であつた二つの層を
連続蒸着するような場合は、界面での反射はほと
んど無視できるので、５式の（１−R′）の項は
なくなり膜厚は次式で求めることができるので一
層簡便になる。
Ｌ＝ln｛（１−R2）／（１−R1）・（ηx−η1）／η
2｝／−α……(9) 以上述べたように光減衰特性より求めることの
できる感光体および各層材料の量子効率より最上
層の膜厚を求めるもので、多層構造の感光体最上
層の膜厚測定について、従来光学干渉法ではほと
んど不可能であつたものを、500〜600nmの任意
の単色光での光減衰特性を１回測定する事で精度
よく膜厚を測定できるという効果が得られる。特
に従来の光学干渉法で測定不能であつた連続蒸着
多層構造感光体に対して有効である。なお、第三
層は感光材料でなくてもよく、導電性基板上に光
感度の高い層と低い層とを順次積層した二層感光
体に対しても適用することができる。
2｝／−α……(9) 以上述べたように光減衰特性より求めることの
できる感光体および各層材料の量子効率より最上
層の膜厚を求めるもので、多層構造の感光体最上
層の膜厚測定について、従来光学干渉法ではほと
んど不可能であつたものを、500〜600nmの任意
の単色光での光減衰特性を１回測定する事で精度
よく膜厚を測定できるという効果が得られる。特
に従来の光学干渉法で測定不能であつた連続蒸着
多層構造感光体に対して有効である。なお、第三
層は感光材料でなくてもよく、導電性基板上に光
感度の高い層と低い層とを順次積層した二層感光
体に対しても適用することができる。
第１図は本発明を適用できる感光体の一例の断
面図、第２図は本発明に基づく方法と従来の光学
干渉法とによる測定膜厚の関係線図である。 １……OCL、２……CGL、３……CTL。
面図、第２図は本発明に基づく方法と従来の光学
干渉法とによる測定膜厚の関係線図である。 １……OCL、２……CGL、３……CTL。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １ 感光体が表面側から第一層、第二層、第三層
に積層された少なくとも三つの層を備え、光に対
する感度に関して第一層、第三層の材料が第二層
の材料より小さい場合の第一層の厚さを測定する
方法であつて、あらかじめ、第一層の材料の空気
中での表面反射率R1、同材料のみかけの量子効
率η1、同吸収係数α、第二層の材料の空気中での
表面反射率R2、同みかけの量子効率η2、さらに
前記第一層と第二層とが順次積層される場合の界
面層の空気中での反射率R′の値をそれぞれ求め
ておくことにより、前記積層された少なくとも三
つの層を有する感光層のみかけの量子効率ηxを、
前記η1，η2の測定と同様にＶボルトに帯電された
前記感光層に光量Ｆを照射したときの前記帯電位
Ｖの減衰を表わす式−kε0dE／dt＝eηF （ｋは比誘電率、ε0は真空誘電率、Ｅは帯電
位／感光層厚さ、ｅは電気素量、ηは量子効率、
Ｆは単位時間単位面積当たりの入射フオトン数
（光量）） に基づいて、そのdE／dtを測定することにより
求め、その測定値を用いて第一層の厚さＬを求め
る式、 Ｌ＝ln｛（１−R2）／（１−R′）（１−R1）・（ηx−
η1）／η2｝／−α から第一層の厚さＬを求めることを特徴とする多
層構造電子写真用感光体の最上層膜厚測定方法。 ２ 特許請求の範囲第１項記載の方法において、
第一層、第二層が連続蒸着で形成される場合に、
その第一層の厚さＬを Ｌ＝ln｛（１−R2）／（１−R1）・（ηx−η1）／η
2｝／−α より求めることを特徴とする多層構造電子写真用
感光体の最上層膜厚測定方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP22073182A JPS59109807A (ja) | 1982-12-16 | 1982-12-16 | 多層構造電子写真用感光体の最上層膜厚測定方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP22073182A JPS59109807A (ja) | 1982-12-16 | 1982-12-16 | 多層構造電子写真用感光体の最上層膜厚測定方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS59109807A JPS59109807A (ja) | 1984-06-25 |
| JPS641721B2 true JPS641721B2 (ja) | 1989-01-12 |
Family
ID=16755639
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP22073182A Granted JPS59109807A (ja) | 1982-12-16 | 1982-12-16 | 多層構造電子写真用感光体の最上層膜厚測定方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS59109807A (ja) |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| IL107549A (en) | 1993-11-09 | 1996-01-31 | Nova Measuring Instr Ltd | Device for measuring the thickness of thin films |
| US5764365A (en) | 1993-11-09 | 1998-06-09 | Nova Measuring Instruments, Ltd. | Two-dimensional beam deflector |
-
1982
- 1982-12-16 JP JP22073182A patent/JPS59109807A/ja active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS59109807A (ja) | 1984-06-25 |
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