(57)【要約】【課題】電子写真感光体の特性むらを低減させ、均一な画像を低コストで安定して提供することを可能とする堆積膜形成装置を提供すること。【解決手段】反応容器の一部を構成する円筒体の内部に同一円周上に配置された複数の円筒状基体と、原料ガス導入手段と、該反応容器の外部に配置された複数の高周波電極を有し、該高周波電極に高周波電力を印加して該反応容器内にグロー放電を発生させることにより、該反応容器内に導入された原料ガスを分解し、該複数の円筒状基体上に堆積膜を形成する堆積膜形成装置において、前記円筒体の両端が誘電体で形成された円筒状の部材であり、且つ、誘電体で形成された円筒状の部材の間に金属部材で形成された円筒状の部材を有することを特徴とする。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
円筒体を有する減圧可能な反応容器と、前記円筒体内部に同一円周上に配置された複数の円筒状基体と、原料ガス導入手段と、該反応容器の外部に配置された複数の高周波電極を有し、該高周波電極に高周波電力を印加して該反応容器内にグロー放電を発生させることにより、該反応容器内に導入された原料ガスを分解し、該複数の円筒状基体上に堆積膜を形成する堆積膜形成装置において、
前記円筒体の両端が誘電体で形成された円筒状の部材であり、且つ、前記誘電体で形成された円筒状の部材の間に金属部材で形成された円筒状の部材を有することを特徴とする堆積膜形成装置。
【請求項２】
前記円筒状基体の軸線方向の長さ（Ｌ１）に対する前記金属部材の軸線方向の長さ（Ｌ２）の比（Ｌ２／Ｌ１）が０．０１５以上０．５００以下であることを特徴とする請求項１記載の堆積膜形成装置。
【請求項３】
前記円筒状基体の軸線方向の長さ（Ｌ１）に対する前記金属部材の軸線方向の長さ（Ｌ２）の比（Ｌ２／Ｌ１）が０．０２０以上０．３００以下であることを特徴とする請求項１記載の堆積膜形成装置。
【請求項４】
前記高周波電極に印加する高周波電力の発振周波数が５０〜４５０ＭＨｚの範囲であることを特徴とする請求項１〜３の何れかに記載の堆積膜形成装置。
【請求項５】
前記複数の円筒状基体上に形成される堆積膜は、シリコン原子を主体とする非晶質材料で形成いされており、該複数の円筒状基体は電子写真用感光体として用いられることを特徴とする請求項１〜４の何れかに記載の堆積膜形成装置。
【請求項６】
前記請求項１〜５の何れかに記載の堆積膜形成装置を用いて前記複数の円筒状基体上に堆積膜を形成することを特徴とする堆積膜形成方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、基体上に堆積膜を形成する装置及び方法に関する。特に、電子写真感光体に用いる堆積膜をプラズマＣＶＤ法により同時に複数の円筒状基体上に形成する装置及び形成方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、半導体デバイス、電子写真感光体、画像入力用ラインセンサー、撮影デバイス、光起電力デバイス、その他各種エレクトロニクス素子、光学素子等の形成に用いる堆積膜形成方法として、プラズマＣＶＤ法、イオンプレーティング法、プラズマエッチング法等、高周波電力によって生起されたプラズマを用いた方法が多数知られており、そのための装置も実用に付されている。
【０００３】
例えばプラズマＣＶＤ法、即ち、原料ガスを高周波グロー放電により分解し、基板上に薄膜状の堆積膜を形成する方法は好適な堆積膜形成手段として実用化されており、例えば電子写真用水素化アモルファスシリコン（以下、「ａ−Ｓｉ：Ｈ」とも表記する）堆積膜の形成等に利用され、そのための装置も各種提案されている。
【０００４】
特に、ＶＨＦ帯の高周波電力を用いたプラズマＣＶＤ（以下、「ＶＨＦ−ＰＣＶＤ」とも表略記する）法が注目を浴びており、このＶＨＦ−ＰＣＶＤ法を用いた各種堆積膜の開発が積極的に進められている。これは、ＶＨＦ−ＰＣＶＤ法では堆積膜の堆積速度が比較的速く、又、高品質な堆積膜が得られるため、製品の低コスト化、高品質化を同時に達成し得るものと期待されるためである。そして、複数のａ−Ｓｉ：Ｈ系電子写真用の感光体を同時に形成できて、生産性が高い堆積膜形成装置の開発が進められている。
【０００５】
例えば、反応容器内に複数の円筒状基体が配置され、カソード電極を反応容器の外側に複数配置し、カソード電極と対向電極間にある反応容器の一部を誘電体部材とすることで、高周波電力の周波数が５０〜４５０ＭＨｚのＶＨＦ帯の周波数を用いた電子写真感光体の形成置が開示されている（例えば、特許文献１参照）。
【０００６】
又、少なくとも２つの異なる周波数の高周波電力を同時に供給することにより、広い範囲において均一な真空処理特性を有する方法が示されている（例えば、特許文献２参照）。
【０００７】
このような堆積膜形成装置として、図４に模式的な構成図を示す。
【０００８】
図４（ａ）は概略断面図、図４（ｂ）は図４（ａ）の切断線Ａ−Ａ’に沿う概略断面図である。
【０００９】
反応容器４０１は、円筒体の誘電体部材４０１（ａ）と、導電性上蓋４１２によって空間が形成され、反応容器４０１の下部には排気配管４０９が接続され、排気配管４０９の他端は不図示の排気装置（例えば真空ポンプ）に接続されることにより、真空保持可能となっている。反応容器４０１の中心部を取り囲むように、堆積膜の形成される複数の円筒状基体４０５が互いに平行になるように同一円周上に配置されている。複数の円筒状基体４０５は加熱用ヒーター４０７を内蔵した基体支持体４０６によって各々保持されている。
【００１０】
そして、反応容器４０１内にはＳｉＨ4、ＧｅＨ4、Ｈ2、ＣＨ4、Ｂ2 Ｈ6、ＰＨ3、Ａｒ、Ｈｅ等のガスボンベから成る不図示のガス供給装置に接続されたガス供給手段４１０があり、反応容器４０１の外には高周波電極４０２が設置されている。高周波電極４０２には、高周波電源４０３がマッチングボックス４０４と高周波電力分岐手段４１１を介して接続されている。更に、円筒状基体４０５は、各々の回転機構４０８によって回転可能なようになっている。
【００１１】
【特許文献１】特開平１１−９２９３２号公報
【特許文献２】特開２００２−２４１９４４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１２】
このような従来の電子写真感光体形成方法及び装置により、膜堆積速度の向上による基体処理時間の短縮、同時に処理可能な基体数の増加、堆積膜特性の均一性・再現性の向上が達成され、生産コストの安い、或る程度実用的な特性と均一性を持つ電子写真感光体を得ることが可能になった。
【００１３】
しかしながら、これら堆積膜を用いた製品に対する市場の要求レベルは日々高まっており、この要求に応えるべく、より高品質の堆積膜が求められるようになっている。
【００１４】
特に、デジタル系電子写真装置やカラー対応の電子写真装置においては、文字原稿のみならず、写真、絵、デザイン画等のコピーも頻繁になされるため、ハーフトーンを含む原稿が多くコピーされるようになり、それまでは全く問題とされなかった堆積膜の軽微な特性むらでさえも画像濃度のむらとして視覚的に明らかになる。
【００１５】
従って、画像濃度むらの要因となる堆積膜の特性むらの低減が従来以上に強く求められるようになっている。このような感光体特性の向上を目指し、堆積膜形成条件、堆積膜積層構成の最適化もなされているが、同時に、堆積膜形成装置、堆積膜形成方法の面での改善も強く望まれている。
【００１６】
このような状況下において、前述従来の堆積膜形成装置、堆積膜形成方法においても、堆積膜特性や均一性の向上に関して、未だ改善の余地が残されているのが現状である。
【００１７】
本発明は、上述のごとき従来の電子写真感光体における諸問題を克服して、装置コストが低く、安価に安定して歩留まり良く製造し得る、高画質の使い易い電子写真感光体の製造を可能にする堆積膜形成装置及び堆積膜形成方法を提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【００１８】
本発明者等は上記目的を達成すべく鋭意検討を行った結果、ＶＨＦ帯の周波数を用いた外部カソード方式の堆積膜形成装置・堆積膜形成方法において、反応容器の一部を構成する円筒体の両端が誘電体で形成され、且つ、円筒体の軸に対して垂直な円筒状の金属部材で形成されていることにより、複数の基体上に良好な特性を有する堆積膜を均一に形成可能であることを見出し、本発明を完成させるに至ったものである。
【００１９】
即ち、本発明は、円筒体を有する減圧可能な反応容器と、前記円筒体内部に同一円周上に配置された複数の円筒状基体と、原料ガス導入手段と、該反応容器の外部に配置された複数の高周波電極を有し、該高周波電極に高周波電力を印加して該反応容器内にグロー放電を発生させることにより、該反応容器内に導入された原料ガスを分解し、該複数の円筒状基体上に堆積膜を形成する堆積膜形成装置において、前記円筒体の両端が誘電体で形成された円筒状の部材であり、且つ、該誘電体で形成された円筒状の部材の間に金属部材で形成された円筒状の部材を有することを特徴とする堆積膜形成装置及び方法である。
【００２０】
このように構成された本発明の堆積膜形成装置及び方法によれば、複数の基体上に、良好な特性を有する堆積膜を均一に再現性良く、高い膜堆積速度で形成できると同時に、電子写真感光体の画像特性、特にハーフトーン画像の均一性に優れた電子写真感光体を安価に安定して形成することが可能となる。
【００２１】
例えば、前記特許文献１に具体的に示されているような装置の場合、高周波の投入電力が低い場合、電界定在波の腹と節の位置に対応して堆積膜特性に軸方向むらが生じることが実験により明らかになってきている。こうした定在波がもたらす堆積膜の特性むらは高周波電力を或る程度大きく投入することで改善されるが、それによる弊害も確認されている。例えば、投入電力が大きくなることによる電源やマッチングボックス等の装置への高負荷が及ぼす耐久性の問題、放電の不安定性やスパーク等の異常放電の発生が要因となる再現性や安定性の問題、更には、反応容器内部の部分的な昇温による膜ハガレ等が引き起こす堆積膜欠陥の問題が挙げられる。
【００２２】
これに対し本発明の構成によれば、環状の導電性金属部材により電界定在波の腹位置及び節位置に起因する特性の軸方向むらの制御が可能になり、特に低電力においても堆積膜の特性むらの改善作用があることが分かった。
【００２３】
こうした電界定在波は、プローブ測定等によってプラズマ状態を測定することにより解析を行うことも可能である。又、実際に作成した堆積膜の膜特性を測定し、測定値の分布を解析することにより、電界定在波が堆積膜へ与える影響を知ることができる。
【００２４】
例えば、従来の装置において、堆積膜の電気特性や光学的特性を公知の方法（例えば、電気伝導率測定、ＣＰＭ（Constant Photocurrent Method）、可視光吸収測定、或は赤外線吸収測定）で評価する。これらの特性データの軸方向むらを基に本発明の環状金属の位置や幅を経験的に求め、均一な膜特性が得られる構成を得るものである。
【００２５】
このような効果が得られる本発明についての経緯を以下詳述する。
【００２６】
本発明者等は、複数の円筒状基体を同一円周上に等間隔に配置し、高周波電力導入手段を反応容器の外部に配置した堆積膜形成装置において、堆積膜特性の均一性向上の検討を行ってきた。その過程において、高周波の定在波が及ぼす膜特性分布の不均一性という課題に対し、前述の特許文献２で開示している複数の異なる周波数の高周波を重畳させてプラズマを生成させることによって定在波の及ぼす不均一性を改善してきた。
【００２７】
しかしながら、複数の異なる周波数の高周波をうまく重畳させ、堆積膜特性を均一にするには相当な経験とノウハウを要するものである。更には、電源設備、マッチング回路の設計、製作に関しても相当な費用と時間が必要となっていた。こうした装置に関わる投資（費用及び時間）は、コストに直接跳ね返ってしまうのが現状である。又、堆積膜形成装置の一部を改造した場合においても、こうした重畳による条件出しやマッチング回路も場合によってはその都度変化してしまい、調整が必要となる場合もあった。
【００２８】
こうした観点から、初期投資を抑え、且つ、調整も容易な装置を用いても均一な堆積膜形成が可能となる検討を更に進めた結果、本発明の構成による堆積膜形成装置及び方法を我々は完成させた。本発明の堆積膜形成装置及び方法においては、単独の高周波電源（単独の周波数）だけでも定在波による特性むらを制御できるものである。
【００２９】
従来装置で作製した堆積膜の特性むらを予め測定し、その落ち込む部分に対応させ、反応容器の一部を構成する円筒体（誘電体の円筒体）の部分に円筒体の軸に対して垂直な少なくとも１つの環状の導電性金属部材を用いることで、堆積膜特性の落ち込み部分が緩和され、結果として均一な堆積膜が得ることができるようになる。
【００３０】
従来装置での単一周波数での堆積膜形成において、投入する高周波電力を大きくすることで、堆積膜の特性向上及び均一化も或る程度は可能ではあるが、電力を大きくすることによる弊害は前述の通りである。
【００３１】
本発明の構成では、投入する電力を大きくすることなく均一化が可能である。このメカニズムについては現在調査中である。
【００３２】
本発明は、以上の経緯によって完成されたものである。
【発明の効果】
【００３３】
本発明によれば、ＶＨＦ帯の周波数を用いた外部カソード方式の堆積膜形成装置・堆積膜形成方法において、反応容器の一部を構成する円筒体の両端が誘電体で形成された円筒状の部材であり、且つ、誘電体で形成された円筒状の部材の間に金属部材で形成された円筒状の部材を有する構成とすることにより、電子写真感光体の特性むらを低減させ、均一な画像を低コストで安定して提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３４】
以下、図面を用いて本発明の堆積膜形成装置及び堆積膜形成方法について詳細に説明する。
【００３５】
図１は本発明の堆積膜形成装置及び方法で、複数の電子写真用感光体を同時に形成できる生産性の極めて高い装置の一例を模式的に示したものである。
【００３６】
図１（ａ）は概略断面図、図１（ｂ）は図１（ａ）の切断線Ａ−Ａ’に沿う概略断面図である。
【００３７】
図１に示す堆積膜製造装置は、原料ガスが分解される成膜空間を誘電体部材１０１（ａ）及び環状の導電性金属部材１０１（ｂ）とから成る円筒体と導電性上蓋１１２から成る反応容器１０１により円柱状領域に制限し、円柱状成膜空間の中心軸が円筒状基体１０５（ａ）配置円の中心を通る構成とし、更に、円筒状基体１０５（ａ）の配置円外に設置された高周波電力導入手段１０２を円筒体の外部に位置させることにより、原料ガスの利用効率を向上させることが可能となる。
【００３８】
反応容器１０１の下部には排気配管１０９が接続され、排気配管１０９の他端は不図示の排気装置（例えば真空ポンプ）に接続されている。反応容器１０１の中心部を取り囲むように、堆積膜を形成される複数の円筒状基体１０５（ａ）が互いに平行になるように同一円周上に配置されている。複数の円筒状基体１０５（ａ）は加熱用ヒーター１０７を内蔵した基体支持体１０６によって各々保持されている。
【００３９】
更に、ＳｉＨ4、ＧｅＨ4、Ｈ2、ＣＨ4、Ｂ2 Ｈ6、ＰＨ3、Ａｒ、Ｈｅ等のガスボンベから成る不図示のガス供給装置に接続されたガス供給手段１１０があり、反応容器１０１の外には高周波電力導入手段１０２が設置されている。高周波電力導入手段１０２には、高周波電源１０３がマッチングボックス１０４と高周波電力分岐手段１１１を介して接続されている。更に、円筒状基体１０５（ａ）は各々の回転機構１０８によって、回転可能になっている。
【００４０】
本発明において、堆積膜の特性むらを低減させるためには、円筒状の導電性金属部材１０１（ｂ）を円筒体の一部に設置することが必要であり、更に設置位置は、円筒体が全て誘電体部材で形成された従来の装置において、堆積膜特性の落ち込み部分に対応した位置（円筒状基体１０５（ａ）に対して軸方向位置で対応する位置）に設置する。
【００４１】
円筒状の導電性金属部材１０１（ｂ）の材質としては導電性材料なら何でも使用できるが、アルミニウム、鉄、ステンレス、金、銀、銅、ニッケル、クロム、チタン等は、加工が容易で耐久性が高く、又、再利用の利便性等の点でも好ましい。又、これらの材料中の２種以上から成る複合材料等も好適に用いられる。
【００４２】
円筒状の導電性金属部材１０１（ｂ）の幅（Ｌ２）は、円筒状基体の軸線方向の長さ（Ｌ１）とした場合、比（Ｌ２／Ｌ１）が０．０１５以上０．５００以下であることが好ましい。更に好ましくは、０．０２０以上０．３００以下である。ここで、長さ（Ｌ１）とは、図１（ａ）で示す円筒状基体１０５（ａ）及び補助基体１０５（ｂ）、基体支持体１０６とのトータルの長さである。又、幅（Ｌ２）は、図７（ａ）に示すように、誘電体部材７０１（ａ）と金属部材７０１（ｂ）で形成された円筒体の軸線方向の幅（図中の両矢印）を言う。又、図７（ｂ）に示すように、金属部材７０１（ｂ）が複数である場合は、その合計の幅である。
【００４３】
比（Ｌ２／Ｌ１）が０．０１５より小さくなると、本発明の効果、即ち、円筒状基体の軸線方向の特性むら改善効果が得られにくく、０．５００より大きくなると、堆積膜の膜厚むらが生じ易くなる。
【００４４】
補助基体１０５（ｂ）は、材質としては銅、アルミニウム、金、銀、白金、鉛、ニッケル、コバルト、鉄、クロム、モリブデン、チタン、ステンレス等の材料を用いると導電性で熱伝導が良いので好適である。これらの材料中の２種以上からなる複合材料等も好適に用いられるが、円筒状基体１０５（ａ）と同じ材質とすることがより好ましい。
【００４５】
円筒状基体１０５（ａ）は、使用目的に応じた材質を有するものであれば良い。材質においては銅、アルミニウム、金、銀、白金、鉛、ニッケル、コバルト、鉄、クロム、モリブデン、チタン、ステンレスは電気伝導が良好のため好適である。更に、これらの材料中の２種以上から成る複合材料も耐熱性が向上するために望ましい。
【００４６】
本発明においては、高周波電力の周波数が５０〜４５０ＭＨz の範囲において、画像欠陥の低減効果が特に高くなる。これは、５０ＭＨz よりも低い周波数領域においては、プラズマが安定して生成可能な圧力が急激に高まることに起因していると思われる。本発明者等の検討によれば、例えば周波数が１３．５６ＭＨｚの場合には、プラズマが安定して生成可能な圧力は、周波数が５０ＭＨｚ以上の場合と比べ約１桁から半桁高いことが確認されている。このような高い圧力においては、成膜空間中においてポリシラン等のパーティクルが生じ易く、このパーティクルが堆積膜中に取り込まれるとその部分から異常成長を生じて突起を発生させ易くなる。本発明において、高周波電力の周波数を５０ＭＨｚ以上とすることにより、プラズマ生成圧力を充分低くすることができるため、パーティクルの発生確率は激減し、円筒状基体全周にわたって良好な堆積膜が形成されるものと考えられる。
【００４７】
又、４５０ＭＨｚよりも高い周波数領域においては、プラズマの均一性の低下により４５０ＭＨｚ以下の場合と比べて膜特性の均一性に差が生じてしまう。このような膜特性の均一性に差ができると、同時に膜の応力にも差が生じ、その境界付近で膜剥がれが生じ易くなる。このため、画像欠陥が悪化し易い。周波数が４５０ＭＨｚよりも高い周波数領域においては、電力導入手段近傍での電力の吸収が大きく、ここで電子の生成が最も頻繁になされるため、プラズマ不均一を生じ易く、堆積膜の特性むらに繋がり易い。４５０ＭＨｚ以下の周波数においては、電力導入手段近傍での極端な電力吸収が生じにくいため、プラズマ均一性、更には膜特性の均一性が高くなる。
【００４８】
又、高周波電源１０３としては、装置に適した高周波電力を発生することができれば如何なるものでも好適に使用できる。更に、高周波電源１０３の出力変動率には特に制限はない。
【００４９】
本発明で使用されるマッチングボックス１０４は高周波電源１０３と負荷の整合を取ることができるものであれば如何なる構成のものでも好適に使用できる。又、整合を取る方法としては、自動的に調整されるものが製造時の煩雑さを避けるために好適であるが、手動で調整されるものであっても本発明の効果に全く影響はない。又、マッチングボックス１０４が配置される位置に関しては整合が取れる範囲においてどこに設置しても何ら問題はないが、マッチングボックス１０４から高周波電力導入手段１０２までの配線のインダクタンスを出来るだけ小さくするような配置とした方が広い負荷条件で整合を取ることが可能になるため望ましい。
【００５０】
高周波電力導入手段１０２及び高周波電力分岐手段１１１の材質としては銅、アルミニウム、金、銀、白金、鉛、ニッケル、コバルト、鉄、クロム、モリブデン、チタン、ステンレス等は熱伝導が良く、電気伝導も良いので好適である。これらの材料中の２種以上から成る複合材料等も好適に用いられる。
【００５１】
高周波電力導入手段１０２の数としては、円筒状基体１０５（ａ）と同数若しくは円筒状基体１０５（ａ）の２倍とすることが更に好ましい。円筒状基体１０５（ａ）の２倍とする場合には、近接する２つの円筒状基体１０５（ａ）との距離が等しくなるよう配置することが最適である。複数の高周波電力導入手段１０２への電力の供給は、例えば、１つの高周波電源１０３からマッチングボックス１０４を介した後、電力供給路を高周波電力分岐手段１１１で分岐させて行うことができる。
【００５２】
又、例えば、１つの高周波電源１０３から電力供給路を高周波電力分岐手段１１１で分岐させた後、複数のマッチングボックスを介して電力供給を行っても良く、更には例えば、個々の高周波電力導入手段１０２ごとに別個の高周波電源及びマッチングボックスを設けても良いが、全ての高周波電力導入手段１０２から導入される高周波電力の周波数が完全に一致するという点、装置コストの点、装置の大きさの点から、１つの高周波電源から全ての高周波電力導入手段１０２に電力供給されることが好ましい。
【００５３】
高周波電力導入手段１０２としては、棒状、筒状、球状、板状等のカソード電極や、同軸構造体の外部導体に開口部を設けてそこから電力供給する手段等を用いることができる。
【００５４】
本発明で使用される円筒体の誘電体部材１０１（ａ）の材料としては、セラミックス材料が好ましく、具体的には、アルミナ、ジルコニア、ムライト、コージュライト、炭化珪素、チッ化ホウ素、チッ化アルミ、チッ化珪素等の少なくとも１つ以上を含む材料によって構成されていると堆積膜の密着性が高く、球状突起発生防止のために有効であるので好ましい。これらの中でも、アルミナ、チッ化ホウ素、チッ化アルミは誘電正接や絶縁抵抗等の電気特性に優れ、高周波電力の吸収が少ないことからより好ましい。
【００５５】
又、本発明の誘電体部材１０１（ａ）及び円筒状の金属部材１０１（ｂ）は、加工の容易さから形状は円筒形状が好ましいが、必要に応じて楕円形、多角形形状を用いても良く、作製する部材に応じて形状を選択すれば良い。
【００５６】
誘電体部材１０１（ａ）及び円筒状の導電性金属部材１０１（ｂ）の表面（真空側の面）は、付着した堆積膜の剥がれを防止するために、算術平均粗さ（Ｒａ）が１μｍ以上２０μｍ以下の範囲であることが好ましい。又、Ｒａを上記の範囲内にすると同時に平均傾斜角（θａ）を９度以上２０度以下の範囲に制御する、或はＲａを上記の範囲内にすると同時に局部山頂の平均間隔（Ｓ）を３０μｍ以上１００μｍ以下の範囲にすることがより好ましい。更に、Ｒａ，θａ、Ｓを全て上記の範囲内にすることで画像欠陥改善効果が特に顕著になる。
【００５７】
導電性上蓋１１２の材質としては銅、アルミニウム、金、銀、白金、鉛、ニッケル、コバルト、鉄、クロム、モリブデン、チタン、ステンレス等の材料を用いると導電性で熱伝導が良いので好適である。これらの材料中の２種以上から成る複合材料等も好適に用いられる。
【００５８】
誘電体部材１０１（ａ）及び円筒状の金属部材１０１（ｂ）は、図７に示すように積み重ねて円筒体を形成する。それぞれの間には、Ｏリングを用い、真空保持可能となるように加工して用いる。
【００５９】
加熱用ヒーター１０７は真空仕様である発熱体であれば良く、具体的にはシース状ヒーター、板状ヒーター、セラミックヒーター、カーボンヒーター等の電気抵抗加熱用ヒーター、ハロゲンランプ、赤外線ランプ等の熱放射ランプ加熱用ヒーター、液体、気体等を温媒とし熱交換手段による加熱用ヒーター等が挙げられる。加熱用ヒーター１０７の表面材料としてはステンレス、ニッケル、アルミニウム、銅等の金属類、セラミック、耐熱性高分子樹脂等を使用することができる。
【００６０】
図１の堆積膜形成装置を用いた堆積膜の形成は、例えば概略以下のようにして行われる。
【００６１】
先ず、基体支持体１０６に保持した円筒状基体１０５（ａ）を反応容器１０１内に設置し、不図示の排気装置により排気口１０９を通して反応容器１０１内を排気する。続いて、加熱用ヒーター１０７により円筒状基体１０５（ａ）を所定の温度に加熱・制御する。
【００６２】
円筒状基体１０５（ａ）が所定の温度となったところで、原料ガス供給手段１１０を介して、原料ガスを反応容器１０１内に導入する。原料ガスの流量が設定流量となり、又、反応容器１０１内の圧力が安定したのを確認した後、高周波電源１０３からマッチングボックス１０４を介して高周波電力導入手段１０２へ所定の高周波電力を供給する。供給された高周波電力によって、反応容器１０１内にグロー放電が生起し、原料ガスは励起・解離して円筒状基体１０５（ａ）上に堆積膜が形成される。
【００６３】
所望の膜厚の形成が行われた後、高周波電力の供給を止め、続いて原料ガスの供給を停止して堆積膜の形成を終える。多層構造の堆積膜を形成する場合には、同様の操作を複数回繰り返す。この場合、各層間においては、上述したように１つの層の形成が終了した時点で一旦放電を完全に停止し、次層のガス流量、圧力に設定が変更された後、再度放電を生起して次層の形成を行っても良く、或は、１つの層の形成終了後一定時間でガス流量、圧力、高周波電力を次層の設定値に徐々に変化させることにより連続的に複数層を形成しても良い。又、各層の間で一旦、反応容器１０１内の残留ガスを充分真空引きすることで、層と層の間で異なるガス種を使う場合の汚染の心配がなくなるため好ましい。
【００６４】
堆積膜の形成中、必要に応じて円筒状基体１０５（ａ）を回転機構１０８により所定の速度で回転させても良い。
【００６５】
本発明を用いることにより、例えば図３に示すようなａ−Ｓｉ：Ｈ系電子写真用感光体が形成可能である。
【００６６】
図３（ａ）に示す電子写真感光体３００は、支持体３０１の上に、光導電性を有する水素原子又はハロゲン原子を構成要素として含むアモルファスシリコン（以下、「ａ−Ｓｉ：Ｈ, Ｘ」とも表記する）を母体とする光導電層３０２が設けられている。
【００６７】
図３（ｂ）に示す電子写真感光体３００は、支持体３０１の上に、ａ−Ｓｉ：Ｈ, Ｘから成り光導電性を有する光導電層３０２と、ａ−Ｓｉ：Ｈ系（又はアモルファス炭素系）表面層３０３が設けられて構成されている。
【００６８】
図３（ｃ）に示す電子写真感光体３００は、支持体３０１の上に、ａ−Ｓｉ：Ｈ系電荷注入阻止層３０４と、ａ−Ｓｉ：Ｈ, Ｘから成り光導電性を有する光導電層３０２と、ａ−Ｓｉ：Ｈ系（又はアモルファス炭素系）表面層３０３が設けられて構成されている。
【００６９】
図３（ｄ）に示す電子写真感光体３００は、支持体３０１の上に、光導電層３０２が設けられている。この光導電層３０２はａ−Ｓｉ：Ｈ, Ｘから成る電荷発生層３０５及び電荷輸送層３０６とから成り、その上にａ−Ｓｉ：Ｈ系（又はアモルファス炭素系）表面層３０３が設けられている。
【００７０】
以下、実施例により本発明を更に詳しく説明するが、本発明はこれらにより何ら制限されるものではない。
【実施例１】
【００７１】
図１に示す堆積膜形成装置を用い、直外径８０ｍｍ、長さ３５８ｍｍの円筒状アルミニウムシリンダー１０５（ａ）上に、高周波電源１０３の発振周波数を１００ＭＨｚとして表１に示す条件で膜厚１μｍのアモルファスシリコン（ａ−Ｓｉ）堆積膜を形成した。
【００７２】
高周波電力導入手段１０２は、直径１５ｍｍ、長さ４７０ｍｍの棒状ＳＵＳ製部材をカソード電極として用いた。又、高周波電力導入手段１０２への高周波電力供給は以下のようにした。高周波電源１０３から出力された高周波電力は、マッチングボックス１０４を経た後、同軸状電送路に電送されようにした。その後、高周波電力は、同軸構造を維持したまま６系統に分割された電送路を経て６本の棒状高周波電力導入手段１０２の各々に供給されるようにした。
【００７３】
原料ガス供給手段１１０は、内径１０ｍｍ、外径１３ｍｍのアルミナ製パイプで、端部が封止された構造であり、パイプ上に設けられた直径１．２ｍｍのガス噴出口から原料ガス供給可能な構造のものを用いた。原料ガス供給手段１１０の設置位置は円筒状基体配置円内とし、同心円上に３本配置した。原料ガス供給手段１１０の表面は、ブラスト加工により、表面粗さを２. ５ｍｍを基準長とするＲｚで２０μｍとした。
【００７４】
本実施例において、反応容器の側壁を形成する円筒体は、内径５００ｍｍ、肉厚１０ｍｍのアルミナセラミックス製の円筒と、アルミ製の円筒で形成されている。アルミ製円筒体の幅は１０ｍｍ、設置位置は円筒状基体１０５（ａ）の軸方向の中心を０としたときの＋４０ｍｍ（中心から４０ｍｍ上方向）の位置がアルミ製円筒の中心となるように設置し、アルミナ製の円筒とアルミ製円筒を積み重ねて長さが４７０ｍｍとした。
【００７５】
又、堆積膜の膜質評価用として、Ｃｒ製の２５０μｍギャップの櫛形電極を蒸着したコーニング＃７０５９ガラス基板を電気特性評価基板として６本のうち１本のアルミニウムシリンダー表面に軸方向に２ｃｍ間隔で設置した。
【００７６】
このような装置を用いた堆積膜の形成は概略以下の通りとした。
【００７７】
先ず、基体支持体１０６に保持された円筒状基体１０５（ａ）を反応容器１０１内の回転軸１０８上に設置した。その後、不図示の排気装置により排気口１０９を通して反応容器１０１内を排気した。続いて、回転軸を介して円筒状基体１０５（ａ）をモータ１０８により１０ｒｐｍの速度で回転させ、更に原料ガス供給手段１１０から反応容器１０１中に５００ｓｃｃｍのＡｒを供給しながら加熱用ヒーター１０７により円筒状基体１０５（ａ）を２５０℃に加熱・制御し、その状態を２時間維持した。
【００７８】
次いで、Ａｒの供給を停止し、反応容器１０１及び成膜空間内を不図示の排気装置により排気口１０９を通して排気した後、原料ガス供給手段１１０を介して表１に示す原料ガスを導入した。原料ガスの流量が設定流量となり、又、成膜空間内の圧力が安定したのを確認した後、高周波電源１０３の出力値を表１に示す電力に設定し、マッチングボックス１０４を介してカソード電極１０２へ高周波電力を供給した。カソード電極１０２から成膜空間に放射された高周波電力によって、原料ガスを励起・解離することにより、円筒状基体１０５（ａ）上にａ−Ｓｉ堆積膜を形成した。その後、１μｍの厚さの堆積膜が得られたところで高周波電力の供給を止め、続いて原料ガスの供給を停止して堆積膜の形成を終えた。
【００７９】
【表１】
2005344151.tif 000003
＜比較例１＞
図４に示す堆積膜形成装置を用い、実施例１と同様にして表１の条件でａ−Ｓｉ堆積膜の形成を行った。高周波電力導入手段４０２、原料ガス供給手段４１０は実施例１と同じものを用い、設置位置も実施例１と同じとした。
【００８０】
本比較例においては、反応容器の側壁を形成する円筒体は、実施例１と同様の寸法の全てがアルミナセラミックスで形成されている円筒体を用いた。
【００８１】
こうして作成したサンプルを用い、以下の評価を行った。
【００８２】
（評価１）
以下の要領で堆積膜について２項目の特性評価を行った。
【００８３】
（光感度）
電気特性評価基板上に得られた堆積膜の（（光導電率σｐ）／（暗導電率σｄ））を測定することにより評価した。光導電率σｐは、強度１ｍＷ／ｃｍ2のＨｅ−Ｎｅレーザー（波長６３２．８ｎｍ）を照射したときの導電率とした。従って、光感度の値が大きいほど堆積膜の特性が良好であることを示す。
【００８４】
（欠陥密度）
ＣＰＭ（Cotat Photocurret
Method）法により、価電子帯端から価電子帯端上（伝導帯側）０．８ｅＶまでの欠陥密度を測定した。従って、欠陥密度の値が小さいほど堆積膜の特性が良好であることを示す。
【００８５】
上記２項目の堆積膜の特性に関しての評価結果を図２に示す。尚、図２中においては、光感度及び欠陥密度共に２ｃｍ間隔で設置した電気特性評価基板全てを測定し、実施例１、比較例１を通じての円筒状基体の中央に設置した基板の値を１として、それに対する相対値で軸方向の特性分布を示した。
【００８６】
グラフの横軸は円筒状基体１０５（ａ）及び４０１（ａ）の軸方向位置を表しており、０が中央、プラス側が円筒状基体の上方向を、マイナス側が円筒状基体の下方向をそれぞれ示している。
【００８７】
図２に示すように比較例１に比べて実施例１にて作製した堆積膜は、円筒状基体の軸方向での特性ばらつきが小さいことが確認された。
【実施例２】
【００８８】
図１に示す堆積膜形成装置を用い、直外径８０ｍｍ、長さ３５８ｍｍの円筒状アルミニウムシリンダー１０５上に、高周波電源１０３の発振周波数を１００ＭＨｚとして表２に示す条件で電荷注入阻止層、光導電層、表面層から成る電子写真用感光体を作製した。
【００８９】
原料ガスが分解される成膜空間はアルミナ及びアルミから成る円筒体により直径５００ｍｍ、高さ４７０ｍｍの円柱状領域に制限されている。
【００９０】
円筒体は、実施例１で用いた構成と同じものを用いた。
【００９１】
高周波電力導入手段１０２は直径１５ｍｍの棒状ＳＵＳ製部材である。このような高周波電力導入手段１０２は、円筒体の外側に設置し、円筒状基体１０５（ａ）の配置円と中心を同じくする同一円周上に等間隔で６本配置した。
【００９２】
原料ガス供給手段１１０は、内径１０ｍｍ、外径１３ｍｍのアルミナ製パイプで、端部が封止された構造であり、パイプ上に設けられた直径１．２ｍｍのガス噴出口から原料ガスが供給可能な構造のものを用いた。原料ガス供給手段１１０の設置位置は円筒状基体配置円外とし、円筒状基体１０５（ａ）の配置円と中心を同じくする同一円周上に等間隔で６本配置した。原料ガス供給手段１１０の表面は、ブラスト加工により、表面粗さを２．５ｍｍを基準長とするＲｚで２０μｍとした。
【００９３】
電子写真用感光体作製手順は概略以下の通りとした。
【００９４】
先ず、基体支持体１０６に保持された円筒状基体１０５（ａ）を反応容器１０１内の回転軸１０８上に設置した。その後、不図示の排気装置により排気口１０９を通して反応容器１０１内を排気した。続いて、回転軸を介して円筒状基体１０５（ａ）をモータ１０８により１０ｒｐｍの速度で回転させ、更に原料ガス供給手段１１０から反応容器１０１中に５００ｓｃｃｍのＡｒを供給しながら加熱用ヒーター１０７により円筒状基体１０５（ａ）を２５０℃に加熱・制御し、その状態を２時間維持した。
【００９５】
次いで、Ａｒの供給を停止し、反応容器１０１を不図示の排気装置により排気口１０９を通して排気した後、原料ガス供給手段１１０を介して、表２に示す電荷注入阻止層形成に用いる原料ガスを導入した。原料ガスの流量が設定流量となり、又、反応容器１０１内の圧力が安定したのを確認した後、高周波電源１０３の出力値を表２に示す電力に設定し、マッチングボックス１０４を介して高周波電力導入手段１０２へ高周波電力を供給した。高周波電力導入手段１０２から反応容器１０１内に放射された高周波電力によって、原料ガスを励起・解離することにより、円筒状基体１０５（ａ）上に電荷注入阻止層を形成した。所定の膜厚の形成が行われた後、高周波電力の供給を止め、続いて原料ガスの供給を停止して電荷注入阻止層の形成を終えた。同様の操作を複数回繰り返すことによって、光導電層、表面層を順次形成した。
【００９６】
【表２】
2005344151.tif 000004
＜比較例２＞
図４に示す堆積膜形成装置を用いて、実施例２と同様にして、表２に示す条件で電荷注入阻止層、光導電層、表面層から成る電子写真用感光体を製した。
【００９７】
本比較例を実施する図４において、全てが誘電体から成る円筒体は内径５００ｍｍ、肉厚１０ｍｍ、長さ４７０ｍｍの全てがアルミナセラミックスから成る。高周波電力導入手段４０２は、実施例２と同様に、直径１５ｍｍの棒状ＳＵＳ製部材であり、円筒体の外側に設置し、円筒状基体４０５の配置円と中心を同じくする同一円周上に等間隔で６本配置した。
【００９８】
原料ガス供給手段（不図示）は、実施例２と同様に、内径１０ｍｍ、外径１３ｍｍのアルミナ製パイプで、端部が封止された構造であり、パイプ上に設けられた直径１．２ｍｍのガス噴出口より原料ガス供給可能な構造のものを用いた。原料ガス供給手段の設置位置は電極間中央位置とした。原料ガス供給手段の表面は、ブラスト加工により表面粗さを２．５ｍｍを基準長とするＲｚで２０μｍとした。
【００９９】
（評価２）
このように実施例２及び比較例２で作製された電子写真用ａ−Ｓｉ感光体をそれぞれ本テスト用に改造されたキヤノン製の複写機ｉＲ６０１０に設置し、感光体の画像特性評価として「画像濃度むら」の評価を行った。評価の具体的手法は以下に示す。
【０１００】
（画像濃度）
先ず、現像器位置での暗部電位が一定値となるよう主帯電器電流を調整した後、原稿に反射濃度０．０１以下の所定の白紙を用い、現像器位置での明部電位が所定の値となるよう像露光光量を調整した。次いで、中間調チャートを原稿台に置き、コピーしたときに得られたコピー画像を軸方向に２ｃｍ間隔で反射画像濃度計（ＭａｃｂｅｔｈＲＤ９１４）を用いて画像濃度を測定した。
【０１０１】
画像濃度に関しての評価結果を図５に示す。尚、図５中においては、実施例２、比較例２それぞれの画像の中央を１として、それに対する相対値で軸方向の画像濃度分布を示した。
【０１０２】
図５に示すように比較例２と比べて実施例２で作製した電子写真用感光体で形成した画像の濃度の分布は良好あることが確認された。
【実施例３】
【０１０３】
本実施例では、実施例２と同様に図１に示す堆積膜形成装置を用い、直外径８０ｍｍ、長さ３５８ｍｍの円筒状アルミニウムシリンダー１０５上に、高周波電源１０３の発振周波数を１００ＭＨｚとして表２に示す条件で電荷注入阻止層、光導電層、表面層から成る電子写真用感光体を作製した。
【０１０４】
本実施例で用いる円筒体は、実施例２と同様にアルミナ及びアルミから成る円筒体であるが、円筒体の金属部分の幅を表３に示す数値範囲で変化させ実施例２と同様の条件で感光体を作製した。
【０１０５】
尚、金属部分の幅は、円筒状基体の長さの比率で表している。
【０１０６】
ここで、円筒状基体の長さは、アルミニウムシリンダーと補助基体、基体支持体とを合わせた軸方向長さである。
【０１０７】
（評価３）
こうして作製した電子写真用感光体を以下の要領にて画像濃度むら及び膜厚むらの２項目について評価を行った。
【０１０８】
（画像濃度むらの評価）
先ず、現像器位置での暗部電位が一定値となるよう主帯電器電流を調整した後、原稿に反射濃度０．０１以下の所定の白紙を用い、現像器位置での明部電位が所定の値となるよう像露光光量を調整した。次いで、中間調チャートを原稿台に置き、コピーしたときに得られたコピー画像を、感光体の軸方向に対応した個所を２ｃｍ間隔で測定し、反射濃度の最大値と最小値の差により評価した。評価結果は感光体の中央に相当する個所の濃度を基準として、｛（最大値−最小値）／中央位置の値｝を求め、百分率で表した。
【０１０９】
こうして得た値を以下の基準にて判別した。
【０１１０】
◎：５％以内
○：５％〜１０％以内
△：１０％〜２０％以内
×：２０％以上
（膜厚むらの評価）
各々の電子写真用感光体の軸方向に２ｃｍ間隔で合計１７点について渦電流式膜厚計（フィッシャーインストルメンツ製：FISCHERSCOPE MMS）を用いて膜厚を測定した。軸方向17点における膜厚の最大値と最小値との差を求め、該差を１７点の平均で割り、膜厚分布｛（最大値−最小値）／平均値｝を求め、百分率で表した。
【０１１１】
こうして得た値を以下の基準にて判別した。
【０１１２】
◎：５％以内
○：５％〜１０％以内
△：１０％〜２０％以内
×：２０％以上
以上の評価結果を表３に示した。本発明の範囲に金属部材の軸線方向の長さを設定することにより、画像濃度及び膜厚の両者が非常に均一である感光体が得られる。特に、円筒状基体の軸線方向の長さ（Ｌ１）に対する前記金属部材の軸線方向の長さ（Ｌ２）の比（Ｌ２／Ｌ１）が０．０２０〜０．３００の範囲においては、更に良好な結果が得られた。
【０１１３】
【表３】
2005344151.tif 000005
※数値は金属部材の軸方向長さ（Ｌ２）／円筒状基体の軸方向長さ（Ｌ1 ）で表記
＜比較例３＞
比較例２の作成条件において、高周波電力を１. ５倍、２倍にした以外は同様の条件にて電子写真用感光体を作成した。
【０１１４】
こうして作製した感光体と、実施例２で作製した感光体を以下の要領にて比較評価した。
【０１１５】
（評価４）
実施例２、比較例２及び比較例２の作成条件において、高周波電力を１. ５倍、２倍にした条件で作成した電子写真用感光体をそれぞれ本テスト用に改造されたキヤノン製の複写機ｉＲ６０１０に設置し、感光体の画像特性評価として、画像濃度むら及び画像欠陥（白ぽち）の評価を行った。画像濃度むらは実施例３と同様の手順で評価を行った。画像欠陥についての具体的手法は以下に示す。
【０１１６】
（画像欠陥）
先ず、現像器位置での暗部電位が一定値となるよう主帯電器電流を調整した後、原稿に反射濃度０．０１以下の所定の白紙を用い、現像器位置での明部電位が所定の値となるよう像露光光量を調整した。次いで、全面黒チャートを原稿台に置き、コピーしたときに得られたコピー画像を観察し、直径０. ２ｍｍ以上の白点（白ぽち）の個数を数えた。
【０１１７】
尚、評価画像は、透過濃度２．０とした。画像の透過濃度は画像濃度計：ＭａｃｂｅｔｈＲＤ９１４を用いて測定し、画像のほぼ中央で測定し、２. ０となる画像を用いた。
【０１１８】
得られた結果は、高周波電力を１. ５倍で作製した感光体での画像の値を１００％とした場合の相対比較でランク付けを行った。
【０１１９】
◎：５０％未満
○：５０％以上８０％未満
△：８０％以上１２０％未満
×：１２０％以上に増加
以上の評価結果を表４に示した。従来の装置においても高周波電力を大きくすることにより画像濃度むらは改善するが、画像欠陥は悪化している。本発明によれば、少ない高周波電力の条件でも、画像濃度むら及び画像欠陥に優れた電子写真用感光体を提供することができる。
【０１２０】
又、パワー２倍で作成中、数回放電スパークと思われる高周波の乱れが観測された。
【０１２１】
【表４】
2005344151.tif 000006
【実施例４】
【０１２２】
図４に示す堆積膜形成装置を用いて、比較例２と同様の手順にて表２に示す条件で電荷注入阻止層、光導電層、表面層から成る電子写真用感光体を製した。但し、使用する高周波の周波数は１６０ＭＨｚとした。
【０１２３】
このようにして作製した感光体を（評価２）と同様の手順にて画像濃度むらの評価を行った。
【０１２４】
この結果、図６（ａ）を参考に、画像濃度むらの落ち込み部に対応する位置に金属部材が設置される円筒体を用いて実施例２と同様に電子写真用感光体を作製した。但し、高周波の周波数は１６０ＭＨｚとした。
【０１２５】
本実施例において、反応容器の側壁を形成する円筒体は、内径５００ｍｍ、肉厚１０ｍｍのアルミナセラミックス製の円筒と、アルミ製の円筒で形成されている。アルミ製円筒体の幅は１０ｍｍ、設置位置は円筒状基体１０５（ａ）の軸方向の中心を０としたときの＋１２０ｍｍ（中心から１２０ｍｍ上方向）の位置と−８０ｍｍ（中心から８０ｍｍ下方向）の位置がアルミ製円筒の中心となるように設置し、アルミナ製の円筒とアルミ製円筒を積み重ねて長さが４７０ｍｍとした。
【０１２６】
このように作製した感光体を（評価２）と同様の手順にて画像濃度むらの評価を行い、結果を図６（ｂ）に示した。
【０１２７】
図６（ｂ）に示すように、本実施例で作製した電子写真用感光体で形成した画像の濃度の分布は良好あることが確認された。
【０１２８】
以上説明したように、本発明によれば、ＶＨＦ帯の周波数を用いた外部カソード方式の堆積膜形成装置・堆積膜形成方法において、反応容器の一部を構成する円筒体の両端が誘電体で形成された円筒状部材であり、且つ、誘電体で形成された円筒状部材の間に金属部材で形成された円筒状部材を有する構成とすることにより、単一の周波数の高周波電力で且つ、低電力においても電子写真用感光体の特性むらを低減させ、均一な画像（特にハーフトーン画像）が得ることができる。即ち、初期投資、生産コストの抑え、均一且つ低欠陥の画像を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【０１２９】
【図１】本発明の堆積膜形成装置の一例を示した模式的な構成図である。
【図２】実施例１及び比較例１の評価結果を示したグラフである。
【図３】本発明により形成可能な電子写真用感光体の層構成の一例を示した図である。
【図４】従来の堆積膜形成装置の一例を示した模式的な構成図である。
【図５】実施例２及び比較例２の評価結果を示したグラフである。
【図６】実施例４の評価結果を示したグラフである。
【図７】本発明の円筒体を模式的に示した構成図である。
【符号の説明】
【０１３０】
１０１        反応容器
１０１（ａ）  誘電体部材
１０１（ｂ）  金属部材
１０２        高周波電力導入手段
１０３        高周波電源
１０４        マッチングボックス
１０５（ａ）  円筒状基体
１０５（ｂ）  補助基体
１０６        基体支持体
１０７        加熱用ヒーター
１０８        回転機構
１０９        排気配管
１１０        ガス供給手段
１１１        高周波電力分岐手段
１１２        導電性上蓋
３００        電子写真感光体
３０１        支持体
３０２        光導電層
３０３        表面層
３０４        電荷注入阻止層
３０５        電荷発生層
３０６        電荷輸送層
４０１        反応容器
４０１（ａ）  誘電体部材
４１２        導電性上蓋
４０２        高周波電力導入手段
４０３        高周波電源
４０４        マッチングボックス
４０５（ａ）  円筒状基体
４０５（ｂ）  補助基体
４０６        基体支持体
４０７        基体加熱用ヒーター
４０８        回転機構
４０９        排気配管
４１０        ガス供給手段
７０１（ａ）  誘電体部材
７０１（ｂ）  金属部材
【図１】
2005344151.tif 000007
【図２】
2005344151.tif 000008
【図３】
2005344151.tif 000009
【図４】
2005344151.tif 000010
【図５】
2005344151.tif 000011
【図６】
2005344151.tif 000012
【図７】
2005344151.tif 000013