JP2013231662A - 積層体の検査方法、積層体の製造方法、及び積層体の検査装置 - Google Patents

Abstract

【課題】複数の種類の欠陥をバランスよく検出するとともに、その装置構成を簡易にすることができる、積層体の検査方法を提供する。
【解決手段】光路上に少なくとも光透過層（１０２、１０２’）及び光反射面（１０１ａ）を有する系に光を照射して、その反射光を受光して欠陥を検出する、積層体の検査方法（Ｓ１）であって、光透過層の光透過率特性に基づき、透過率が異なる波長にピーク値を有する複数種類の光源（１１０、１２０）を用いて、積層体に光を照射する工程（Ｓ２１）と、照射された光の積層体からの反射光を検出器（１３０）で受光する工程（Ｓ２２）と、受光した情報に基づいて画像処理を行い、欠陥を検出する工程（Ｓ２３）と、を備える。
【選択図】図１

Description

本発明は、複数の層が積層された積層体の欠陥を検査する方法、該方法を用いて積層体を製造する方法、及び積層体の検査装置に関する。

レーザプリンタ等の画像形成装置に備えられる電子写真感光体や、太陽光発電に用いられる有機薄膜太陽電池等は、光を反射する層と、該光を反射する層に積層された光を透過する層と、を有した積層体である。このような積層体の品質を検査するため、光源から光を照射してその反射光を検出器により受光して画像を解析する方法が採用されている。

当該品質の検査で検出すべき欠陥は、層間に存する微小の凹凸（粗れ）、膜厚ムラ、異物の存在等のように必ずしも１つの種類でなく、これら複数の種類の欠陥をいずれもバランスよく検出する必要がある。また、いわゆるノイズによる検査精度低下も抑制しなければならない。ところが、所定の光を積層体に対して照射した場合、ある欠陥は検出感度がよいが、他の欠陥の検出感度がよくない場合があった。

例えば特許文献１には、微妙な膜厚差でも膜厚ムラが生じない画像が得られる波長を都度選択して照射する技術が開示されている。これによれば被検体である積層体の回折を含む反射特性のシミュレーションを行い、その結果から適切であると判断される光源の波長が選択される。

特許文献２には、高精度に検査することを目的に、複数の単色光を順次照射することで、複数の検査ステージを設ける必要をなくすことができる旨が記載されている。

特開２００９−８５８２６号公報 特開２０１２−２６８６２号公報

しかしながら、特許文献１に記載の発明ではシミュレーションを用いて波長を選択し、これに対応した波長の光を得るための手段が必要となるので比較的大掛かりなシステムを構築する必要があった。
また、適切な波長はシミュレーションにより決定されるため、被検体（層の組成や層厚）の違いにより適切な波長が異なり、被検体が似ている場合でさえ当該波長が異なることがあり、都度波長を変更しなければならず、検査に用いる光源の種類を数多く準備しておく必要があった。
さらには、波長の選択はシミュレーションにより決定されるので誤差などの虞もあった。

特許文献２に記載の発明についても、特許文献１と同様、被検体の種類に合わせて色味（波長）の異なる多くの照明光を準備する必要がでてくるため、装置が大掛かり、かつ、複雑になる。

そこで本発明は上記問題点に鑑み、複数の種類の欠陥をバランスよく検出するとともに、その装置構成を簡易にすることができる、積層体の検査方法を提供することを課題とする。また、この検査方法を含む積層体の製造方法、及び検査装置を提供する。

発明者は鋭意検討の結果、積層体に含まれる光透過層が波長によって透過率が異なる性質を有することに着目して次のような知見を得た。
光透過層の透過率が高い波長の光源を用いたために、該光透過層が積層された光反射面で多くの光が反射し、光反射層からの反射光が光透過層表面からの反射光に対して相対的に大きいと、異物を検出する感度は高まるが、ノイズも高まりＳ／Ｎ比が悪くなるので、ムラが検出できない傾向にあるとの知見を得た。従ってこれによれば異物検出の精度は高いが、品種によって（光透過層の透過特性の違いによって）光反射層からの反射光の大きさが変化してしまい、異なる品種に対して同じ光源で照射した場合に信頼性の高い検査をすることができない虞がある。

一方、光透過層の透過率が低い波長の光源を用いたために、光透過層の表面で反射した光が光反射面で反射した光に対して相対的に大きいと、逆にムラの検出感度が高まり、ノイズは低減するが、異物を検出することが困難となる。従ってこれによればムラの検出感度は高いが、品種によって（光透過層の透過特性の違いによって）光透過層の表面反射光の大きさが変化してしまい、異なる品種に対して同じ光源で照射した場合に信頼性の高い検査をすることができない。

ただし、２つの光源を別々に設けてそれぞれについて検査システムを構築すると、検査システムが大掛かりになる。さらに２つの検査システムが光を照射する位置が異なるので、例えばムラの検出箇所と異物の検出箇所の相対的な位置関係を把握することが難しく、欠陥の発生原因を探ることが困難になることがある。

以上のような知見に基づき、さらに発明者はこれを発展させ、光透過層を構成する材料の光の透過率が高い波長及び光の透過率が低い波長、の複数の波長の光を同時に照射することにより、複数の種類の欠陥をバランスよく検出することができるという知見を得て本発明を完成させた。以下本発明について説明する。なお、ここではわかりやすさのため、図面の参照符号を括弧書きで記載するが本発明はこれに限定されるものではない。

請求項１に記載の発明は、光路上に少なくとも光透過層（１０２、１０２’）及び光反射面（１０１ａ）を有する系に光を照射して、その反射光を受光して欠陥を検出する、積層体の検査方法（Ｓ１）であって、光透過層の光透過率特性に基づき、透過率が異なる波長にピーク値を有する複数種類の光源（１１０、１２０）を用いて、積層体に光を照射する工程（Ｓ２１）と、照射された光の積層体からの反射光を検出器（１３０）で受光する工程（Ｓ２２）と、受光した情報に基づいて画像処理を行い、欠陥を検出する工程（Ｓ２３）と、を備える、積層体の検査方法である。

請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の積層体の検査方法（Ｓ１）において、積層体（１００、１００’）に光を照射する工程（Ｓ２１）より前に、光透過層（１０２、１０２’）の光透過率特性に基づき、透過率が異なる波長にピーク値を有する複数種類の光源（１１０、１２０）を選択する工程（Ｓ１２）を有する。

請求項３に記載の発明は、請求項２に記載の積層体の検査方法（Ｓ１）において、光源を選択する工程（Ｓ１２）の後、及び積層体に光を照射する工程（Ｓ２１）より前に、選択された複数種類の光源（１１０、１２０）の照射の混合割合を決定する工程（Ｓ１３）を有する。

請求項４に記載の発明は、請求項１〜３のいずれかに記載の積層体の検査方法（Ｓ１）において、検出器（１３０）はモノクロセンサーである。

請求項５に記載の発明は、請求項１〜４のいずれかに記載の積層体の検査方法（Ｓ１）において、複数種類の光源（１１０、１２０）の波長のピーク値は検出器（１３０）が検出可能な波長領域から選ばれる。

請求項６に記載の発明は、請求項１〜５のいずれかに記載の積層体の検査方法（Ｓ１）において、光源（１１０、１２０）がＬＥＤである。

請求項７に記載の発明は、請求項１〜６のいずれかに記載の積層体の検査方法（Ｓ１）において、光源（１１０、１２０）は、複数種類の種類ごとに出力強度を変更可能である。

請求項８に記載の発明は、請求項１〜７のいずれかに記載の積層体の検査方法（Ｓ１）において、積層体（１００、１００’）が電子写真感光体である。

請求項９に記載の発明は、光反射面となる部材に、光透過層を積層する工程を有して積層体（１００、１００’）を作製し、作製された積層体を対象として請求項１〜８のいずれかに記載の積層体の検査方法（Ｓ１）により欠陥を検出する工程を含む、積層体の製造方法である。

請求項１０に記載の発明は、積層体の検査装置であって、積層体の光透過層の光透過率特性に基づき、透過率が異なる波長にピーク値を有する複数種類の光源（１１０、１２０）と、光源から照射された光の積層体からの反射光を受光する検出器（１３０）と、受光した情報に基づいて画像処理を行い、欠陥を検出する画像処理装置（１４０）と、を備える、積層体の検査装置である。

本発明によれば、複数の種類の欠陥をバランスよく検出することができる。そして、その際には検査条件を設定するためのシミュレーションをする必要がなく、被検体の品種を変更しても光源の変更の必要性を低減させることができるとともに、各光源の出力強度を調整するのみ設定が可能であることから、装置構成を簡易にでき、検査設定も容易となる。

１つの実施形態にかかる、積層体の検査方法Ｓ１の流れを示す図である。 積層体の検査方法Ｓ１のうち、条件設定工程Ｓ１０の流れを示す図である。 積層体の検査方法Ｓ１のうち、検査工程Ｓ２０の流れを示す図である。 積層体の検査装置の構成を模式的に表す図である。 積層体の他の例を説明する図である。 光透過層の透過率特性を説明する図である。図６（ａ）が光透過層１０２、図６（ｂ）が光透過層１０２’に関する図である。 光の反射について説明する図である。図７（ａ）は本実施形態の例、図７（ｂ）は比較の例である。 光の反射について説明する図である。図７（ａ）は本実施形態の例、図７（ｂ）は比較の例である。

本発明の上記した作用及び利得は、次に説明する発明を実施するための形態から明らかにされる。以下本発明を図面に示す実施形態に基づき説明する。ただし本発明はこれら実施形態に限定されるものではない。なお、説明に用いる図面ではわかりやすさのため誇張や概念的な記載を含んで表している。

図１は１つの実施形態を説明する図で、積層体の検査方法Ｓ１の流れを表した図である。また図４には、積層体の検査方法Ｓ１に用いられる積層体の検査装置及び被検体としての積層体である電子写真感光体の配置について概念的に示した図である。本実施形態では電子写真感光体の外周部に形成された積層体の検査方法を例に説明する。ただし、本発明は被検体が管状であることに限定されず、帯状や枚葉であっても適用することができる。また、本発明の被検体は電子写真感光体にも限定されず、光路上に配置された光反射面とこれに積層された光透過層を有する系を具備していればよく、これには例えば有機薄膜太陽電池や有機ＥＬ等が挙げられる。

積層体の検査方法Ｓ１は、条件設定工程Ｓ１０及び検査工程Ｓ２０を備えている。図１に積層体の検査方法Ｓ１の流れを示した。
条件設定工程Ｓ１０は検査工程Ｓ２０を行うに際し、事前に光源の種類（波長の種類）や各光源の強度を決定しておく工程である。従って、条件設定工程Ｓ１０は一度その条件を決定すれば必ずしも検査工程Ｓ２０を行う毎に行う必要はなく、省略することもできる。図２に条件設定工程Ｓ１０の流れを示した。条件設定工程Ｓ１０は、透過率特性の取得工程Ｓ１１、光源の選択（波長の選択）工程Ｓ１２、及び各波長の混合割合の決定工程Ｓ１３を備えている。
一方、検査工程Ｓ２０は条件設定工程Ｓ１０により得ておいた条件に基づいて、被検体を実際に検査する工程である。図３に検査工程Ｓ２０の流れを示した。検査工程Ｓ２０は、積層体への光の照射工程Ｓ２１、反射光の受光工程Ｓ２２、及び画像解析工程Ｓ２３を含んで進められる。
以下各工程について説明する。

透過率特性の取得工程Ｓ１１は、本実施形態における被検体である積層体１００（図４参照）のうち、光を透過する層である光透過層の特性を取得する工程である。詳しくは次の通りである。本実施形態の被検体である積層体１００は、少なくとも光を反射する層である光反射面１０１ａを具備する光反射層１０１（図７参照）及び光反射面１０１ａに積層された光を透過する層である光透過層１０２を有している。
光反射層１０１は、例えばアルミニウム等の金属によりなる層であり、その表面である光反射面１０１ａが光を反射する性質を有している。
一方光透過層１０２は、光反射面１０１ａに積層された、光を透過する性質を有する層である。さらに、光透過層１０２は、図６（ａ）にグラフで示したように、照射される光の波長により光の透過率が異なる性質を有している。図６（ａ）のグラフは横軸に照射される光の波長（ｎｍ）、縦軸に透過率を取ったグラフである。本実施形態では波長が短い光は透過しやすく、波長が長い光は透過し難い性質である。

このような光反射層１０１及び光透過層１０２は、積層体の種類により適宜設定することができるが、本実施形態では積層体１００として電子写真感光体を被検体としている。電子写真感光体はアルミニウム基体の表面にＵＣＬ（ブロッキング層）、ＣＧＬ（電荷発生層）、ＣＴＬ（電荷輸送層）がこの順に積層されて構成されている。従って本実施形態では光反射層１０１はアルミニウム基体であり、光透過層１０２は、ＵＣＬ、ＣＧＬ、ＣＴＬの少なくとも１つである。なお、本発明において光透過層が複数の層から形成されている場合には、当該複数の層のうち、検査の対象となる層に対して、後述する光源からの光が届き、かつ、検査の対象となる層の全てに対して後述する光源からの光の条件を満たすべきであることはいうまでもない。

本実施形態では光反射層と光透過層とが一体に構成されている例を説明するが、これに限定されることなく光反射層と光透過層とが別体であり、その少なくとも一部において光反射面に光透過層が積層された系が形成されていれば積層体とすることができる。図５に他の例として積層体２００を示した。これによれば、光反射面２０１ａを備える光反射層２０１を形成する光反射率の高いロールの上に、光透過層２０２を含むシート状のワークを置くことで積層体２００を形成することができる。このような積層体でもよい。

図６（ｂ）には、他の種類の例にかかる光透過層１０２’の光透過特性（一点鎖線で表示）を、光透過層１０２の光透過特性（実線で表示）に併せて表した。光透過層１０２’は波長が短い光は透過し難く、波長が長い光は透過しやすい性質である。

本発明の、積層体の検査方法では、光透過層が波長により透過率が異なる性質を備えている。

このような透過率特性は、透過率の高い波長、及びこれより透過率の低い波長が明らかになればよく、必ずしも透過率の絶対的な値は必要ない。従って透過率特性を得るに際しては、膜厚を積層体の光透過層と同じにして透過率測定をする必要がなく、任意の厚さの試験体により簡易的に波長ごとの透過率測定を行うことが可能である。具体的な透過率の測定方法は特に限定されることはないが、例えば次の２つのような方法を挙げることができる。

１つの方法は、塗布液を測定する方法であり、通常知られる分光光度計（ａｂｓｏｒｐｔｉｏｎ ｓｐｅｃｔｒｏｐｈｏｔｏｍｅｔｅｒ、例えば紫外可視分光光度計、島津製作所製 ＵＶ−１６５０ＰＣ）を用いて塗布液を測定する。
光透過率を測定する際のセルサイズ、試料濃度などの条件は、屈折率などの物性により変化するため、通常は測定しようとする波長領域（例えば４００ｎｍ〜１０００ｎｍ）において、検出器の測定限界を超えないように適宜試料濃度を調整する。試料濃度を調製するための溶媒には、通常、光透過層形成用塗布液の溶媒として用いられている溶媒が用いられるが、光透過層形成用塗布液の溶媒およびバインダー樹脂と相溶性があり、混合した場合に濁りなどを生じず、４００ｎｍ〜１０００ｎｍの波長領域において大きな光吸収を持たないものであればどのようなものでも使用することができる。
また、測定する際のセルサイズ（光路長）は、１０ｍｍであることが好ましい。使用するセルは４００ｎｍ〜１０００ｎｍの波長領域において実質的に透明であるものであればどのようなものを用いてもかまわないが、石英のセルを用いることが好ましく、特には試料セルと標準セルの透過率特性の差が特定範囲内にあるようなマッチドセルを用いることが好ましい。

他の方法は、塗布したものを剥離して測定する方法であり、光透過層（例えば電荷発生層）は、該光透過層を結着しているバインダー樹脂を溶解することができる溶媒に分散して分散液とした場合に、該分散液の光透過率が特定の物性を示すものである。この場合の光透過率も、電子写真感光体の光透過層形成用塗布液の光透過率を測定する場合と同様にして測定することができる。光透過層を分散して分散液とする際には、光透過層を結着するバインダー樹脂については実質上溶解せず、光透過層の上に形成されている層（例えば電荷輸送層）などを溶解することができる溶媒により光透過層上の層を溶解除去した後、光透過層を結着するバインダー樹脂を溶媒に溶解することによって分散液とすることが可能である。この際の溶媒としては、４００ｎｍ〜１０００ｎｍの波長領域において大きな光吸収を持たない溶媒を用いればよい。

光源の選択（波長の選択）工程Ｓ１２は、透過率特性の取得工程Ｓ１１で取得した光透過層１０２の透過率特性に基づいて少なくとも２種類の光源を選択する工程である。この２種類の光源とは、図４、図６に示した第一光源１１０及び第二光源１２０である。すなわち、本実施形態では第一光源１１０は、光透過層１０２の光透過特性のうち、高い透過率である短波長側の波長をピーク値に有する光を出射する光源である。一方、本実施形態で第二光源１２０は、光透過層１０２の光透過特性のうち、上記高い透過率よりも低い透過率である長波長側の波長をピーク値に有する光を出射する光源である。

このように、第一光源及び第二光源は、被検体である積層体の光透過層の光透過率特性に基づき、透過率が異なる少なくとも２つの波長のそれぞれを選択し、当該選択されたそれぞれの波長をピーク波長として出射することができる光源であればよい。従って、必ずしも第一光源が透過率が高い波長の光、第二光源が透過率が低い波長の光、という関係である必要はなく逆でもよい。例えば図６（ｂ）に表した光透過層１０２’に対しては第一光源１１０は透過率が低い波長をピーク波長として出射することができる光源であり、第二光源１２０は透過率が高い波長をピーク波長として出射することができる光源として機能し、このような態様であってもよい。

第一光源及び第二光源の選択は上記のように光透過特性に基づいたものであればよく、第一光源のピーク波長と第二光源とのピーク波長とがどの程度離れているかについては特に限定されることはない。従って、例えば図６（ｂ）に示したように、２つの異なる光特性を有する２つの品種（第一品種、第二品種）のいずれに対しても適切な光源となるように波長を選択することもできる。これによれば、品種を変更しても光源を変更することがないので利便性が高い。

選択される波長は上記の関係を満たせば特に限定されることはなく、後述する検出器１３０が検出可能な領域から選ばれればよい。その中でも短波長側で紫外線領域、長波長側で赤外線領域の間であることが好ましい。さらには可視光領域の範囲で波長を選択することが好ましい。
また光源の種類も限定されることはないが、消費電力や光源の寿命の観点から発光ダイオード（ＬＥＤ）であることが好ましい。

各波長の混合割合の決定工程Ｓ１３は、光源の選択（波長の選択）工程Ｓ１２により選択された波長を照射した場合に、各波長をどの程度の混合割合で照射するべきかを決定する工程である。これは、検出したい欠陥のうち、最も小さく、検出し難い条件のサンプル（欠陥の限界サンプル）を準備し、当該欠陥の限界サンプルの欠陥を検出することができるように各波長の強度（すなわち、各波長の混合割合）を調整することにより行うことができる。欠陥の限界サンプルにおける欠陥の種類は検出すべき欠陥の全て（異物、ムラ、…）を準備することが好ましい。

積層体への光の照射工程Ｓ２１は、条件設定工程Ｓ１０で設定した条件により光源１１０、１２０を用いて被検体である積層体１００に光を照射する工程である。すなわち、光路上に少なくとも光透過層１０２及び光反射面１０１ａを有する系に光を照射する工程である。積層体１００に光を照射する際には図４に示したように積層体の検査装置、及び積層体１００が配置されている。積層体の検査装置は、第一光源１１０、第二光源１２０、検出器１３０、及び画像処理装置１４０を有して構成されている。このような積層体の検査装置において、積層体１００に対して斜めから光を照射することができる位置に第一光源１１０及び第二光源１２０を配置する。図４では模式的に第一光源１１０と第二光源１２０とをそれぞれ１つずつ並べたように記載したが、実際には複数の第一光源１１０と複数の第二光源１２０とが平面上に並べられるように配置されていることが好ましい。そして各光源は第一光源１１０と第二光源１２０とがそれぞれ独立して出力強度を変化させることができることがさらに好ましい。これにより上記した各波長の混合割合の決定工程Ｓ１３の結果を容易に設定することが可能となる。

光源１１０、１２０の配置は、上記のように平面内に並べて配置される構成の他、光源ボックスを準備し、この内側で出力された２種類の光源からの光をライトガイド（光ファイバ）を使用して照射してもよい。

また、光源の種類も限定されることなく、必要な波長の光を出力することができればよい。これにはＬＥＤの他、蛍光灯、ハロゲンランプ、メタルハライドランプから光学フィルタを使用して必要な波長を取り出したものをライトガイドなどで導光する方法も可能である。また、ナトリウムランプやレーザー等を用いてもよい。

また、第一光源１１０及び第二光源１２０から出射した光が積層体１００で反射して進む光路に検出器１３０が配置されている。検出器１３０は積層体１００からの反射光を受光し、これを電気信号に変換する機器である。従って検出器１３０には受光した光を集光するためのレンズ系、及びレンズ系を通して受光した光を電気信号に変換する光電変換素子を有している。これには例えばＣＣＤカメラを挙げることができる。ＣＣＤの他、光電子倍増管やＣＭＯＳセンサ等、検出器は上記のようなものであれば特に限定されることはないが、モノクロセンサーであることが好ましい。モノクロセンサーであることによりモノクロの輝度分布として検査画像を得ることができる。

検出器１３０には画像処理装置１４０が接続されている。画像処理装置１４０は、検出器１３０で生成された電気信号を受信し、記憶された所定のプログラムに基づいてＣＰＵで画像処理を行うことにより欠陥の有無の判断を行う装置である。このような装置は公知の画像処理装置を適用することが可能である。

以上のような装置構成及び積層体１００の配置で、積層体への光の照射工程Ｓ２１において第一光源１１０及び第二光源１２０から積層体１００に向けて光が照射される。

反射光の受光工程Ｓ２２は、第一光源１１０及び第二光源１２０から積層体１００へ照射された光に対する反射光を上記した検出器１３０で受光する工程である。ここで、当該受光する光は次のようなものである。図４に説明のための図を示した。図７（ａ）は、第一光源１１０、及び第二光源１２０からの光（Ｌ１１０、Ｌ１２０）が積層体１００（光反射層１０１、光透過層１０２）で反射する光路例を説明する図、図７（ｂ）は仮に第一光源１１０のみを照射した場合の光路例を説明する図である。

光透過層１０２が適用された積層体１００では、図７（ａ）に示したように光が反射する。第一光源１１０からの光Ｌ１１０は、光透過層１０２の表面に達し、その一部が表面で反射されて光Ｌ１１０ｂとなる。このときの反射率（光Ｌ１１０に対する光Ｌ１１０ｂの割合）は、品種によらず入射角度及び層の屈折率で決まり、これらが同じ場合は一定である（以下同様である。）。
また光Ｌ１１０の他の一部は光透過層１０２の内部に入射する。ここで光透過層１０２は図６（ａ）からわかるように、第一光源１１０からの光を透過しやすいので、ここに入射した光は強度を概ね維持したまま光反射層１０１に達し、ここで反射されて光Ｌ１１０ａとなる。
一方、第二光源１２０からの光Ｌ１２０は、光透過層１０２の表面に達し、その一部が表面で反射されて光Ｌ１２０ｂとなる。また光Ｌ１２０の他の一部は光透過層１０２の内部に入射する。ここで光透過層１０２は図６（ａ）からわかるように、第二光源１２０からの光は透過し難いので、ここに入射した光は吸収等により強度が弱められて光反射層１０１に達し、ここで反射されて光Ｌ１２０ａとなる。

これにより、光反射層１０１で反射して検出器１３０に達する光反射層反射光は光Ｌ１１０ａ及び光Ｌ１２０ａからなる。一方、光透過層１０２で反射して検出器１３０に達する光透過層反射光は光Ｌ１１０ｂ及び光Ｌ１２０ｂからなる。
もし、図７（ｂ）に示したように、第一光源１１０からの光Ｌ１１０のみを照射した場合、光反射層反射光が光透過層反射光に比べて相対的に強度が強くなる。相対的に光反射層反射光が大きいと異物の混入に対する検出感度が向上する利点があるが、光反射層反射光が光透過層反射光に対して相対的に大きすぎると光反射層に起因するノイズが大きくなり、膜厚ムラに対する感度低下を生じてしまう。
これに対して本発明によれば図７（ａ）に記載のように、第二光源１２０から適切にその強度を調整して光を照射すると、第二光源１２０からの光は光透過層１０２を透過し難いので、光透過層反射光の強度を効果的に高めることができ、光透過層反射光の強度を、相対的に光反射層反射光の強度に近づけることが可能となる。従って、光反射層反射光の強度は維持しつつも、光透過層反射光とのバランスを取ることができ、各種欠陥の検出精度は高く、かつ、光反射層に起因するノイズを低減することが可能になる。

このように、本発明によれば、光反射層反射光と光透過層反射光の割合を任意に調整することができ、それにより異物の検知、ムラの検知、及びノイズ低減のバランスを取ることが可能である。

図８には積層体１００’（光反射層１０１、光透過層１０２’）の場合における光路例を説明する図を示した。図８（ａ）は、第一光源１１０、及び第二光源１２０からの光（Ｌ１１０、Ｌ１２０）が積層体１００’で反射する光路例を説明する図、図８（ｂ）は仮に第一光源１１０のみを照射した場合の光路例を説明する図である。

光透過層１０２’が適用された積層体１００’では、図８（ａ）に示したように光が反射する。第一光源１１０からの光Ｌ１１０は、光透過層１０２’の表面に達し、その一部が表面で反射されて光Ｌ１１０’ｂとなる。また光Ｌ１１０の他の一部は光透過層１０２’の内部に入射する。ここで光透過層１０２’は図６（ｂ）からわかるように、第一光源１１０からの光を透過し難いので、ここに入射した光は吸収等により強度が弱められて光反射層１０１に達し、ここで反射されて光Ｌ１１０’ａとなる。
一方、第二光源１２０からの光Ｌ１２０は、光透過層１０２’の表面に達し、その一部が表面で反射されて光Ｌ１２０’ｂとなる。また光Ｌ１２０の他の一部は光透過層１０２’の内部に入射する。ここで光透過層１０２’は図６（ｂ）からわかるように、第二光源１２０からの光は透過し易いので、ここに入射した光は強度が概ね維持されたまま光反射層１０１に達し、ここで反射されて光Ｌ１２０’ａとなる。

これにより、光反射層１０１で反射して検出器１３０に達する光反射層反射光は光Ｌ１１０’ａ及び光Ｌ１２０’ａからなる。一方、光透過層１０２’で反射して検出器１３０に達する光透過層反射光は光Ｌ１１０’ｂ及び光Ｌ１２０’ｂからなる。
もし、図８（ｂ）に示したように、第一光源１１０からの光Ｌ１１０のみを照射した場合、光透過層１０２’は第一光源１１０からの光を透過し難いので、光反射層１０１で反射する光の強度が弱くなる。光反射層反射光が光透過層反射光に対して相対的に小さいと、光反射層に起因するノイズは低減し、膜厚ムラに対する感度は上昇する利点はあるが、光反射層反射光が光透過層反射光に対して相対的に小さすぎると異物の混入に対する検出感度が低下してしまう。
これに対して本発明によれば図８（ａ）に記載のように、第二光源１２０から適切にその強度を調整して光を照射すると、第二光源１２０からの光は光透過層１０２’を透過し易いので、光反射層反射光の強度を効果的に高めることができ、光反射層反射光の強度を相対的に光透過層反射光の強度に近づけることができ、両者のバランスを取りつつ光反射層反射光を強くすることが可能となる。従って、光反射層反射光と光透過層反射光とのバランスをとりつつ光反射層反射光の強度を高めることができ、各種欠陥の検出精度は高く、かつ、光反射層に起因するノイズを低減することが可能になる。

このように、本発明によれば、光反射層反射光と光透過層反射光の割合を任意に調整することができ、それにより異物の検知、ムラの検知、及びノイズ低減のバランスを取ることが可能である。

以上のように、本発明によれば波長の異なる複数の光源を用いることにより、反射光の強度は維持しつつも、光反射層反射光と光透過層反射光とをバランスよく得ることができ、複数の種類の欠陥をバランスよく検出することができる。また、このような検出を可能とする装置構成も複雑にする必要なく、簡易的である。従って装置の信頼性も向上させることができる。

また、上記のような欠陥検出は、光透過層の膜厚や特性（品種）が変わっても、これまで説明した適切な波長の複数の光源が適用されている限り構成される装置は共通するので安定した欠陥検出が可能となる。

以上説明したような反射光を検出器１３０で受光してその情報が電気信号に変換される。

画像解析工程Ｓ２３は、検出器１３０からの電気信号を上記した画像処理装置１４０で演算して欠陥の有無を判断する工程である。具体的には、検出器１３０の画素ごとに輝度（例えば２５６諧調）を得て、正常である大部分における輝度に対して上側閾値と下側閾値を設け、上側閾値より輝度が高い部位、下側閾値より低い部位を欠陥として認識する。
なお画像解析工程では、出力の安定性向上のためにシェーディング補正、移動平均、及び輝度補正等の補正処理を行ってもよい。また、検出感度を向上させるために方向フィルター、一次微分フィルター、二次微分フィルター等のフィルタリング処理を行うこともできる。

以上説明した、積層体の検査方法を積層体の製造工程の中に組み込むことにより、検査精度が高く歩留まりのよい積層体の製造方法を提供することができる。ここで、具体的な積層体の製造方法のうち、光反射層及び光透過層を形成する過程は従来公知の方法を用いることができる。例えば電子写真感光体であれれば、光反射層となる部材である円筒状のアルミニウム基体を、光透過層として機能する感光層となる材料により満たされた組成物の貯留液の中に浸漬し、乾燥することにより積層体を形成することが可能である。

このように作製された積層体に対し、製造ラインの途中に上記した、積層体の検査方法を適用することにより良質の積層体を製造することができる。

１００ 積層体
１００’ 積層体
１０１ 光反射層
１０１ａ 光反射面
１０２ 光透過層
１０２’ 光透過層
１１０ 第一光源
１２０ 第二光源
１３０ 検出器
１４０ 画像処理装置

Claims (10)

1. 光路上に少なくとも光透過層及び光反射面を有する系に光を照射して、その反射光を受光して欠陥を検出する、積層体の検査方法であって、
   前記光透過層の光透過率特性に基づき、透過率が異なる波長にピーク値を有する複数種類の光源を用いて、前記積層体に光を照射する工程と、
   前記照射された光の前記積層体からの反射光を検出器で受光する工程と、
   前記受光した情報に基づいて画像処理を行い、欠陥を検出する工程と、を備える、
   積層体の検査方法。
2. 前記積層体に光を照射する工程より前に、前記光透過層の前記光透過率特性に基づき、透過率が異なる波長にピーク値を有する複数種類の光源を選択する工程を有する請求項１に記載の積層体の検査方法。
3. 前記光源を選択する工程の後、及び前記積層体に光を照射する工程より前に、前記選択された複数種類の光源の照射の混合割合を決定する工程を有する請求項２に記載の積層体の検査方法。
4. 前記検出器はモノクロセンサーである、請求項１〜３のいずれかに記載の積層体の検査方法。
5. 前記複数種類の光源の波長のピーク値は前記検出器が検出可能な波長領域から選ばれる、請求項１〜４のいずれかに記載の積層体の検査方法。
6. 前記光源がＬＥＤである、請求項１〜５のいずれかに記載の積層体の検査方法。
7. 前記光源は、前記複数種類の種類ごとに出力強度を変更可能である、請求項１〜６のいずれかに記載の積層体の検査方法。
8. 前記積層体が電子写真感光体である、請求項１〜７のいずれかに記載の積層体の検査方法。
9. 前記光反射面となる部材に、前記光透過層を積層する工程を有して前記積層体を作製し、
   作製された前記積層体を対象として請求項１〜８のいずれかに記載の積層体の検査方法により欠陥を検出する工程を含む、積層体の製造方法。
10. 積層体の検査装置であって、
    前記積層体の前記光透過層の光透過率特性に基づき、透過率が異なる波長にピーク値を有する複数種類の光源と、
    前記光源から照射された光の前記積層体からの反射光を受光する検出器と、
    前記受光した情報に基づいて画像処理を行い、欠陥を検出する画像処理装置と、を備える、
    積層体の検査装置。

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