(57)【要約】  本発明は、反応室（４）に堆積膜形成対象物（１０）を収容する第１ステップと、反応室（１０）に反応性ガスを供給する第２ステップと、反応室（１０）において離間して配置された第１導体（３）と第２導体（４０）との間にパルス状の直流電圧を印加する第３ステップと、を含んでいる、堆積膜形成方法およびこの方法を実現可能な装置に関する。好ましくは、第３ステップにおいては、第１導体（３）と第２導体（４０）との間の電位差を、５０Ｖ以上３０００Ｖの範囲に設定し、第１および第２導体（３，４０）に印加されるパルス状の直流電圧のパルス周波数を、３００ＫＨｚ以下に設定する。パルス状の直流電圧におけるパルスのｄｕｔｙ比は、たとえば２０％以上９０％以下に設定される。【特許請求の範囲】
【請求項１】
反応室に堆積膜形成対象物を収容する第１ステップと、
前記反応室を反応ガス雰囲気とする第２ステップと、
前記反応室において離間して配置された１または複数の第１導体と第２導体との間にパルス状の直流電圧を印加する第３ステップと、
を含んでいる、堆積膜形成方法。
【請求項２】
前記第３ステップにおいては、前記第１導体と第２導体との間の電位差が、５０Ｖ以上３０００Ｖ以下の範囲に設定される、請求項１に記載の堆積膜形成方法。
【請求項３】
前記第３ステップにおいては、前記第１導体と前記第２導体との間を電位差が、５００Ｖ以上３０００Ｖ以下の範囲に設定される、請求項２に記載の堆積膜形成方法。
【請求項４】
前記第３ステップにおいては、前記第１および第２導体に印加されるパルス状の直流電圧の周波数が、３００ｋＨｚ以下に設定される、請求項１ないし３のいずれか１つに記載の堆積膜形成方法。
【請求項５】
前記第３ステップにおいては、前記第１および第２導体に印加されるパルス状の直流電圧のｄｕｔｙ比が、２０％以上９０％以下に設定される、請求項１ないし４のいずれか１つに記載の堆積膜形成方法。
【請求項６】
前記第１ステップにおいては、前記堆積膜形成対象物は、前記第１導体に支持させられ、
前記第３ステップにおいては、前記第１導体に対してパルス状の直流電圧が供給されるとともに、前記第２導体が接地電位または基準電位とされる、請求項１ないし５のいずれかに１つに記載の堆積膜形成方法。
【請求項７】
前記第３ステップにおいては、前記第１導体に対して−３０００Ｖ以上−５０Ｖ以下または５０Ｖ以上３０００Ｖ以下のパルス状の直流電圧が供給され、前記第２導体が接地電位とされる、請求項６に記載の堆積膜形成方法。
【請求項８】
前記第１ステップにおいては、前記堆積膜形成対象物としての円筒形状の１または複数の導電性基体が前記反応室に収容される、請求項６または７に記載の堆積膜形成方法。
【請求項９】
前記円筒状の導電性基体は、電子写真感光体用基体である、請求項８に記載の堆積膜形成方法。
【請求項１０】
前記第１ステップにおいては、複数の導電性基体を、該導電性基体の軸方向に並べて配置させる、請求項８または９に記載の堆積膜形成方法。
【請求項１１】
前記第３ステップにおいては、同心円状に配置された前記複数の第１導体と、前記複数の第１導体を囲む円筒状に形成された前記第２導体と、の間にパルス状の直流電圧が印加される、請求項６ないし１０のいずれか１つに記載の堆積膜形成方法。
【請求項１２】
前記第３ステップにおいては、前記複数の第１電極の同心部分に配置された中央電極が、接地電位または基準電位とされる、請求項１１に記載の堆積膜形成方法。
【請求項１３】
前記第２ステップにおいては、前記反応室内が前記堆積膜形成対象物に対してシリコンを含む非単結晶膜が形成され得る反応性ガス雰囲気とされる、請求項１ないし１２のいずれか１つに記載の堆積膜形成方法。
【請求項１４】
前記第２ステップにおいては、前記反応室内が前記堆積膜形成対象物に対してカーボンを含む非単結晶膜が形成され得る反応性ガス雰囲気とされる、請求項１ないし１２のいずれか１つに記載の堆積膜形成方法。
【請求項１５】
前記第３ステップにおいては、前記第１および第２導体の間に負のパルス状の直流電圧が印加される、請求項１４に記載の堆積膜形成方法。
【請求項１６】
前記第２ステップは、前記反応室内が前記堆積膜形成対象物に対してシリコンを含む非単結晶膜が形成され得る反応性ガス雰囲気とされるステップ、および前記反応室内が前記堆積膜形成対象物に対してシリコンおよびカーボンを含む非単結晶膜が形成され得る反応性ガス雰囲気とされるステップを含んでおり、
前記第３ステップにおいては、前記反応室内がシリコンを含む非単結晶膜が形成され得る反応性ガス雰囲気のときに、前記第１および第２導体の間に正のパルス状の直流電圧が印加される一方で、前記反応室内がシリコンおよびカーボンを含む非単結晶膜が形成され得る反応性ガス雰囲気のときに、前記第１および第２導体の間に負のパルス状の直流電圧が印加される、請求項１ないし１２のいずれか１つに記載の堆積膜形成方法。
【請求項１７】
堆積膜形成対象物を収容するための反応室と、
前記反応室に配置された１または複数の第１および第２導体と、
前記反応室内に反応性ガスを供給するためのガス供給手段と、
前記第１導体と前記第２導体との間に直流電圧を印加するための電圧印加手段と、
前記電圧印加手段により印加される直流電圧をパルス状に制御するための制御手段と、
を備えている、堆積膜形成装置。
【請求項１８】
前記制御手段は、前記第１導体と前記第２導体との間の電位差を５０Ｖ以上３０００Ｖ以下の範囲内とするように構成されている、請求項１７に記載の堆積膜形成装置。
【請求項１９】
前記制御手段は、前記第１導体と前記第２導体との間の電位差を５００Ｖ以上３０００Ｖ以下の範囲内とするように構成されている、請求項１８に記載の堆積膜形成装置。
【請求項２０】
前記制御手段は、前記パルス状の直流電圧のパルス周波数を３００ｋＨｚ以下とするように構成されている、請求項１７ないし１９のいずれか１つに記載の堆積膜形成装置。
【請求項２１】
前記制御手段は、前記パルス状の直流電圧のｄｕｔｙ比を２０％以上９０％以下の範囲とするように構成されている、請求項１７ないし２０のいずれか１つに記載の堆積膜形成装置。
【請求項２２】
前記第１導体は、堆積膜形成対象物を支持するためのものである、請求項１７ないし２１のいずれか１つに記載の堆積膜形成装置。
【請求項２３】
前記第１導体は、前記堆積膜形成対象物としての１または複数の円筒状基体を支持する機能を有する、請求項２２に記載の堆積膜形成装置。
【請求項２４】
前記第１導体は、前記複数の円筒状基体を、その軸方向に並べて配置可能に構成されている、請求項２３に記載の堆積膜形成装置。
【請求項２５】
前記制御手段は、前記第１導体に対して−３０００Ｖ以上−５０Ｖ以下または５０Ｖ以上３０００Ｖ以下のパルス状の直流電圧を供給するように構成されており、
前記第２導体は、接地されている、請求項２２ないし２４のいずれか１つに記載の堆積膜形成装置。
【請求項２６】
前記第２導体は、前記複数の第１導体を取り囲む環状に形成されている、請求項２２ないし２５のいずれか１つに記載の堆積膜形成装置。
【請求項２７】
前記複数の第１導体は、同心円状に配置されており、
前記第２導体は、円筒状に形成されている、請求項２６に記載の堆積膜形成装置。
【請求項２８】
前記複数の第１導体の同心部分に配置された中央電極をさらに備えている、請求項２６または２７に記載の堆積膜形成装置。
【請求項２９】
前記制御手段は、前記電圧印加手段により印加される直流電圧をパルス状に制御するように構成されており、
前記第２導体および前記中央電極は、接地電位または基準電位とされている、請求項２８に記載の堆積膜形成装置。
【請求項３０】
前記堆積膜形成対象物は、電子写真感光体用基体である、請求項１７ないし２９のいずれか１つに記載の堆積膜形成装置。
【請求項３１】
前記ガス供給手段は、前記堆積膜形成対象物に対してシリコンを含む非単結晶膜を形成させるための反応性ガスを反応室内に供給するように構成されている、請求項１７ないし３０のいずれか１つに記載の堆積膜形成装置。
【請求項３２】
前記ガス供給手段は、前記堆積膜形成対象物に対してカーボンを含む非単結晶膜を形成させるための反応性ガスを反応室内に供給するように構成されている、請求項１７ないし３０のいずれか１つに記載の堆積膜形成装置。
【請求項３３】
前記制御手段は、前記第１および第２導体の間に負のパルス状の直流電圧を印加するように構成されている、請求項３２に記載の堆積膜形成装置。
【請求項３４】
前記ガス供給手段は、前記堆積膜形成対象物に対してシリコンを含む非単結晶膜が形成され得る反応性ガス、およびシリコンおよびカーボンを含む非単結晶膜が形成され得る反応性ガスを反応室内に供給するように構成されており、
前記制御手段は、前記反応室内がシリコンを含む非単結晶膜が形成され得る反応性ガス雰囲気のときに、前記第１および第２導体の間に正のパルス状の直流電圧を印加する一方で、前記反応室内がシリコンおよびカーボンを含む非単結晶膜が形成され得る反応性ガス雰囲気のときに、前記第１および第２導体の間に負のパルス状の直流電圧を印加するように構成されている、請求項１７ないし３０のいずれか１つに記載の堆積膜形成装置。
【請求項３５】
前記反応室内における前記反応性ガスのガス圧を調整するための排気手段をさらに備えている、請求項１７ないし３４のいずれか１つに記載の堆積膜形成装置。
【請求項３６】
請求項１ないし１６のいずれか１つに記載の堆積膜形成方法により得られた堆積膜。
【請求項３７】
前記堆積膜が、アモルファスシリコン（ａ−Ｓｉ）を含む、請求項３６に記載の堆積膜。
【請求項３８】
前記堆積膜が、アモルファスシリコンカーボン（ａ−ＳｉＣ）を含む、請求項３６に記載の堆積膜。
【請求項３９】
前記堆積膜が、アモルファスカーボン（ａ−Ｃ）を含む、請求項３６に記載の堆積膜。
【請求項４０】
前記請求項３６ないし３９のいずれか１つに記載の堆積膜を有する、電子写真感光体。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、堆積膜を形成するための技術に関するものであり、とくに、電子写真感光体における非晶質半導体膜を形成するのに適した技術に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、電子写真用感光体は、円筒状などの基体の表面に、光導電層や表面層などを堆積膜として形成することにより製造されている。堆積膜の形成方法としては、高周波グロー放電により原料ガスを分解させたときの分解生成物を、基体に被着させる方法（プラズマＣＶＤ法）が広く採用されている。【０００３】
このような堆積膜の形成方法では、電子写真感光体における光導電層や表面層の堆積速度を大きくした場合、電子写真感光体としての特性を損なう場合があった。近年、電子写真感光装置は、従来にも増して高画質、高速化、高耐久化等の高付加価値が追求されるようになってきており、これらの特性を満足するために成膜速度を下げることによる膜質改善を余儀なくされている。その反面、堆積速度を小さくした場合には、製造効率が悪化し、製造コストの上昇を招くといった問題が生じる。そのため、光導電層や表面層の堆積速度は、これらの層をａ−Ｓｉ層として形成する場合、通常約５μｍ／ｈに設定されている。【０００４】
一方、プラズマＣＶＤ法においては、高い成膜速度を達成し、電子写真感光体としての特性を適切に維持するために、種々の技術開発が行なわれてきた。その一例として、マイクロ波を用いるマイクロ波プラズマＣＶＤ法がある（たとえば特許文献１，２参照）。【０００５】
特許文献１に記載の方法は、周波数が２．４５ＧＨｚのマイクロ波を堆積室に供給することによって原料ガスを分解し、堆積膜を形成するものである。一方、特許文献２に記載の方法は、反応容器の放電空間にマイクロ波を供給するとともに、原料ガスを供給する手段の一部と基体との間に電界を生じさせる方法である。マイクロ波を用いた場合には、プラズマの電離度が高く、プラズマ密度が高くなるために、堆積速度が高く内部ストレスの低い堆積膜を形成することが可能となる。とくに、マイクロ波を供給することに加えて電界を生じさせた場合には、プラズマ中のイオンが電界により加速されて運動エネルギが大きくなることに起因して膜中のストレスを緩和し、内部ストレスの小さい堆積膜を形成することができる。【０００６】
また、放電周波数が２０ＭＨｚ以上の高周波電力を供給して第１および第２電極間に放電を生じさせるとともに、被処理基体を兼ねる第１電極に直流または交流のバイアス電圧を印加するする方法もある（たとえば特許文献３参照）。この方法は、バイアス電圧を印加することで第１電極の表面電位を均一かつ安定化させ、高周波電力の低パワー領域での放電の不安定さや不均一さに起因するプラズマの偏在化を抑制し、膜質の均一性を向上させようとするものである。【０００７】
【特許文献１】特開昭６０−１８６８４９号公報
【特許文献２】特開平３−２１９０８１号公報
【特許文献３】特開平８−２２５９４７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
しかしながら、マイクロ波プラズマＣＶＤ法においては、プラズマの照射領域と、非照射領域とでは成膜速度が異なってしまい、またプラズマが偏在するために均一な膜が得られにくいという問題がある。とくに、円筒状基体のように比較的堆積面積が大きく、全体にプラズマを同時照射し難い基体においては、均一な膜が得にくくなる。また、一対の電極間に印加する電圧の周波数を１３．５６ＭＨｚよりも高くしていくと放電の不安定さや不均一さが生じ、基体や堆積膜の表面にスクラッチが発生し、あるいはダスト等の異物が付着した場合には、スクラッチや異物に電界が集中するため欠陥の多い膜となってしまう。【０００９】
さらに、一対の電極間の放電領域にバイアス電圧（電界）をかけた場合には、高速成膜における堆積膜の膜質向上に対しては非常に有効と考えられるが、堆積膜の膜質が悪くなることもある。【００１０】
より具体的には、放電空間に印加されるバイアス電圧が大きくなると放電空間にアーク放電が生じやすくなる。アーク放電が生じた場合には、バイアス電極または基体に印加した全電力が瞬間的に一箇所に集中し、基体や基体上の堆積膜が破壊されることがある。また、このような異常放電が多発した場合には、基体に対する活性種の衝突が有効に行われず堆積膜の特性の再現性が低下する。【００１１】
これらの不具合は、一対の電極間に印加するバイアス電圧を低下させることで抑制または防止することが可能であるが、バイアス電圧を低下させると、堆積膜の成膜速度が低下してしまう。このため、成膜速度を向上させ、かつ膜質の特性を改善していくことは極めて難しい。【００１２】
本発明の目的は、成膜時におけるアーク放電など異常放電が生じることを抑制し、膜欠陥や特性ムラの少ない良好な堆積膜を、高速で成膜できるようすることである。【００１３】
本発明の別の目的は、電子写真感光体を用いた画像形成における黒点の発生などを抑制し、画像特性を向上させることである。
【課題を解決するための手段】
【００１４】
本発明の第１の側面においては、反応室に堆積膜形成対象物を収容する第１ステップと、前記反応室を反応ガス雰囲気とする第２ステップと、前記反応室において離間して配置された１または複数の第１導体と第２導体との間にパルス状の直流電圧を印加する第３ステップと、を含んでいる、堆積膜形成方法が提供される。【００１５】
第３ステップにおいては、第１導体と第２導体との間の電位差は、たとえば５０Ｖ以上３０００Ｖ以下の範囲に設定され、好ましくは５００Ｖ以上３０００Ｖ以下の範囲に設定される。【００１６】
第３ステップにおいては、第１および第２導体に印加されるパルス状の直流電圧の周波数は、たとえば３００ｋＨｚ以下に設定される。【００１７】
第３ステップにおいては、第１および第２導体に印加されるパルス状の直流電圧のｄｕｔｙ比は、たとえば２０％以上９０％以下に設定される。【００１８】
第１ステップにおいては、堆積膜形成対象物は、たとえば第１導体に支持させられる。この場合、第３ステップにおいては、たとえば第１導体に対してパルス状の直流電圧が供給されるとともに、前記第２導体が接地電位または基準電位とされる。好ましくは、第３ステップにおいては、第１導体に対して−３０００Ｖ以上−５０Ｖ以下または５０Ｖ以上３０００Ｖ以下のパルス状の直流電圧が供給され、第２導体が接地電位とされる。【００１９】
第１ステップにおいては、たとえば堆積膜形成対象物としての円筒形状の１または複数の導電性基体が反応室に収容される。円筒状の導電性基体は、たとえば電子写真感光体用基体である。【００２０】
第１ステップにおいては、複数の導電性基体を、該導電性基体の軸方向に並べて配置させるのが好ましい。【００２１】
第３ステップにおいては、同心円状に配置された複数の第１導体と、複数の第１導体を囲む円筒状に形成された第２導体と、の間に、パルス状の直流電圧を印加するようにしてもよい。【００２２】
第３ステップにおいては、複数の第１電極の同心部分に配置された中央電極を、接地電位または基準電位としてもよい。【００２３】
第２ステップにおいては、反応室内は、たとえば堆積膜形成対象物に対してシリコンを含む非単結晶膜が形成され得る反応性ガス雰囲気とされる。【００２４】
第２ステップにおいては、反応室内は、たとえば堆積膜形成対象物に対してカーボンを含む非単結晶膜が形成され得る反応性ガス雰囲気とされる。この場合、第３ステップにおいては、たとえば第１および第２導体の間に負のパルス状の直流電圧が印加される。【００２５】
第２ステップは、反応室内を堆積膜形成対象物に対してシリコンを含む非単結晶膜が形成され得る反応性ガス雰囲気とするステップ、および反応室内を堆積膜形成対象物に対してシリコンおよびカーボンを含む非単結晶膜が形成され得る反応性ガス雰囲気とするステップを含んでいてもよい。この場合、第３ステップは、反応室内がシリコンを含む非単結晶膜が形成され得る反応性ガス雰囲気のときに、第１および第２導体の間に正のパルス状の直流電圧を印加する一方で、反応室内がシリコンおよびカーボンを含む非単結晶膜が形成され得る反応性ガス雰囲気のときに、第１および第２導体の間に負のパルス状の直流電圧を印加するようにするのが好ましい。【００２６】
本発明の第２の側面においては、堆積膜形成対象物を収容するための反応室と、前記反応室に配置された１または複数の第１および第２導体と、前記反応室内に所定の反応性ガスを供給するためのガス供給手段と、前記第１導体と前記第２導体との間に直流電圧を印加するための電圧印加手段と、前記電圧印加手段により印加される直流電圧をパルス状に制御するための制御手段と、を備えている堆積膜形成装置が提供される。【００２７】
制御手段は、たとえば第１導体と第２導体との間の電位差を５０Ｖ以上３０００Ｖ以下の範囲内に、より好ましくは５００Ｖ以上３０００Ｖ以下の範囲内とするように構成される。【００２８】
制御手段は、パルス状の直流電圧の周波数を３００ｋＨｚ以下とするように構成し、パルス状の直流電圧のｄｕｔｙ比を２０％以上９０％以下の範囲とするように構成してもよい。【００２９】
第１導体は、たとえば堆積膜形成対象物を支持する機能を有しており、堆積膜形成対象物としての１または複数の円筒状基体を支持するように構成することもできる。この場合、第１導体は、複数の円筒状基体を、その軸方向に並べて配置可能に構成してもよい。【００３０】
制御手段は、たとえば前記第１導体に対して−３０００Ｖ以上−５０Ｖ以下または５０Ｖ以上３０００Ｖ以下パルス状の直流電圧を供給するように構成される。この場合、第２導体は、接地される。【００３１】
電圧印加手段は、たとえば複数の第１導体と１つの第２導体との間にパルス状の直流電圧を印加するように構成される。この場合、第２導体は、複数の第１導体を取り囲む環状に形成してもよい。複数の第１導体は、同心円状に配置することができ、その場合には第２導体は、円筒状に形成される。【００３２】
本発明の堆積膜形成装置は、複数の第１導体の同心部分に配置された中央電極をさらに備えたものとして構成してもよい。この場合、制御手段は、電圧印加手段により印加される直流電圧をパルス状に制御するように構成され、第２導体および中央電極は、接地電位または基準電位とされる。【００３３】
本発明の堆積膜形成装置は、電子写真感光体を形成するために利用することができる。【００３４】
ガス供給手段は、たとえば積膜形成対象物に対してシリコンを含む非単結晶膜を形成させるための反応性ガスを反応室内に供給するように構成される。【００３５】
ガス供給手段はまた、堆積膜形成対象物に対してカーボンを含む非単結晶膜を形成させるための反応性ガスを反応室内に供給するように構成される。この場合、制御手段は、第１および第２導体の間に負のパルス状直流電圧を印加するように構成するのが好ましい。【００３６】
ガス供給手段は、堆積膜形成対象物に対してシリコンを含む非単結晶膜が形成され得る反応性ガス、およびシリコンおよびカーボンを含む非単結晶膜が形成され得る反応性ガスを反応室内に供給するように構成してもよい。その場合、制御手段は、反応室内がシリコンを含む非単結晶膜が形成され得る反応性ガス雰囲気のときに、第１および第２導体の間に正のパルス状直流電圧を印加する一方で、反応室内がシリコンおよびカーボンを含む非単結晶膜が形成され得る反応性ガス雰囲気のときに、第１および第２導体の間に負のパルス状直流電圧を印加するように構成するのが好ましい。【００３７】
本発明の堆積膜形成装置は、反応室内における反応性ガスのガス圧を調整するための排気手段をさらに備えたものとして構成することもできる。【００３８】
本発明の第３の側面においては、本発明の第１の側面に係る堆積膜形成方法により得られた堆積膜が提供される。【００３９】
堆積膜は、たとえばアモルファスシリコン（ａ−Ｓｉ）、アモルファスシリコンカーボン（ａ−ＳｉＣ）、またはアモルファスカーボン（ａ−Ｃ）を含んでいる。【００４０】
本発明の第４の側面においては、本発明の第３の側面に係る堆積膜を有する電子写真感光体が提供される。
【発明の効果】
【００４１】
本発明によれば、成膜速度を落とすことなくアーク放電を抑制し、特性ムラの少ない良好な堆積膜が欠陥の増加等なく高速で形成することができるようになる。そのため、膜厚ムラが少なく良質な堆積膜を提供できるとともに、このよな良質な堆積膜を備えた電子写真感光体を提供できるようになる。
【図面の簡単な説明】
【００４２】
【図１】本発明における製造対象となる電子写真感光体の一例を示す断面図およびその要部拡大図である。
【図２】本発明の第１の実施の形態に係る堆積膜形成装置を示す縦断面図である。
【図３】図２に示した堆積膜形成装置を示す横断面図である。
【図４】図１および図２に示した堆積膜形成装置の要部拡大図である。
【図５】図１および図２に示した堆積膜形成装置における電圧印加状態を説明するためのグラフである。
【図６】図１および図２に示した堆積膜形成装置における他の電圧印加状態を説明するためのグラフである。
【図７】本発明の第２の実施の形態に係る堆積膜形成装置を示す縦断面図である。
【図８】図７に示した堆積膜形成装置を示す横断面図である。
【図９】実施例３における成膜レートの測定結果を示すグラフである。
【図１０】実施例４における成膜レートの測定結果を示すグラフである。
【図１１】実施例５におけるａ−Ｓｉ感光ドラムの膜厚分布の測定結果を示すグラフである。
【図１２】実施例８における成膜レートの測定結果を示すグラフである。
【図１３】実施例９における成膜レートの測定結果を示すグラフである。
【図１４】実施例１０におけるａ−Ｓｉ感光ドラムの膜厚分布の測定結果を示すグラフである
【図１５】実施例１３における成膜レートの測定結果を示すグラフである。
【図１６】実施例１４における成膜レートの測定結果を示すグラフである。
【図１７】実施例１５におけるａ−Ｓｉ感光ドラムの膜厚分布の測定結果を示すグラフである。
【符号の説明】
【００４３】
１  電子写真感光体
１０  円筒状基体（堆積膜形成対象物）
１１  電荷注入阻止層（堆積膜）
１２  光導電層（堆積膜）
１３  表面層（堆積膜）
２  プラズマＣＶＤ装置（堆積膜形成装置）
３  支持体（第１導体）
３４  直流電源
３５  制御部
４  真空反応室（反応室）
４０  円筒状電極（第２導体）
６  原料ガス供給手段
７  排気手段
８  中央電極
【発明を実施するための最良の形態】
【００４４】
以下においては、本発明について、電子写真感光体を形成する場合を例にとって、第１および第２の実施の形態として、図面を参照しつつ説明する。【００４５】
まず、本発明の第１の実施の形態について、図１ないし図６を参照して説明する。【００４６】
図１に示した電子写真感光体１は、円筒状基体１０の外周面に、電荷注入阻止層１１、光導電層１２および表面層１３を順次積層形成したものである。【００４７】
円筒状基体１０は、感光体の支持母体となるものであり、少なくとも表面に導電性を有するものとして形成されている。この円筒状基体１０は、たとえばアルミニウム（Ａｌ）、ステンレス（ＳＵＳ）、亜鉛（Ｚｎ）、銅（Ｃｕ）、鉄（Ｆｅ）、チタン（Ｔｉ）、ニッケル（Ｎｉ）、クロム（Ｃｒ）、タンタル（Ｔａ）、スズ（Ｓｎ）、金（Ａｕ）、銀（Ａｇ）などの金属材料、もしくは例示した金属材料を含む合金材料により、全体が導電性を有するものとして形成されている。円筒状基体１０はまた、樹脂、ガラス、セラミックなどの絶縁体の表面に例示した金属材料、あるいはＩＴＯおよびＳｎＯ２などの透明導電性材料による導電性膜を被着したものであってもよい。例示した材料のうち、円筒状基体１０を形成するための材料としては、Ａｌ系材料を用いるのが最も好ましく、また円筒状基体１０の全体をＡｌ系材料により形成するのが好ましい。そうすれば、電子写真感光体１を軽量かつ低コストで製造可能となり、その上、電荷注入阻止層１１や光導電性層１２をａ−Ｓｉ系材料により形成する場合には、それらの層と円筒状基体１０との間の密着性が高くなって信頼性を向上させることができる。【００４８】
電荷注入阻止層１１は、円筒状基体１０からのキャリア（電子）の注入を阻止するためのものであり、たとえばａ−Ｓｉ系材料により形成されている。この電荷注入阻止層１１は、たとえばａ−Ｓｉに、ドーパントとして硼素（Ｂ）、窒素（Ｎ）、あるいは酸素（Ｏ）を含有させたものとして形成されており、その厚みは２μｍ以上１０μｍ以下とされている。【００４９】
光導電層１２は、レーザ光などの光照射によってキャリアを発生させるためのものであり、たとえばａ−Ｓｉ系材料、あるいはＳｅ−Ｔｅ、Ａｓ２Ｓｅ3などのａ−Ｓｅ系材料により形成されている。ただし、電子写真特性（たとえば光導電性特性、高速応答性、繰り返し安定性、耐熱性あるいは耐久性）および表面層１３をａ−Ｓｉ系に材料により形成した場合における表面層１３との整合性を考慮した場合には、光導電層１２は、ａ−Ｓｉ、もしくはａ−Ｓｉに炭素（Ｃ）、窒素（Ｎ）、酸素（Ｏ）などを加えたａ−Ｓｉ系材料により形成するのが好ましい。また、光導電層１２の厚みは、使用する光導電性材料および所望の電子写真特性により適宜設定すればよく、ａ−Ｓｉ系材料を用いて光導電層１２を形成する場合には、光導電層１２の厚みは、たとえば５μｍ以上１００μｍ以下、好適には１０μｍ以上８０μｍ以下とされる。【００５０】
表面層１３は、電子写真感光体１の表面を保護するためのものであり、画像形成装置内での摺擦による削れに耐え得るように、たとえばａ−ＳｉＣやａ−ＳｉＮなどのａ−Ｓｉ系材料、あるいはａ−Ｃなどにより形成されている。この表面層１３は、電子写真感光体１に照射されるレーザ光などの光が吸収されることのないように、照射される光に対して充分広い光学バンドギャップを有しており、また、画像形成における静電潜像を保持出来得る抵抗値（一般的には１０１１Ω・ｃｍ以上）を有している。【００５１】
電子写真感光体１における電荷注入阻止層１１、光導電層１２および表面層１３は、たとえば図２および図３に示したプラズマＣＶＤ装置２を用いることにより形成される。【００５２】
プラズマＣＶＤ装置２は、支持体３を真空反応室４に収容したものであり、回転手段５、原料ガス供給手段６および排気手段７をさらに備えている。【００５３】
支持体３は、円筒状基体１０を支持するためのものであるとともに、第１導体として機能するものである。この支持体３は、フランジ部３０を有する中空状に形成されているとともに、円筒状基体１０と同様な導電性材料により全体が導体として形成されている。支持体３は、２つの円筒状基体１０を支持できる長さ寸法に形成されており、導電性支柱３１に対して着脱自在とされている。そのため、支持体３では、支持した２つの円筒状基体１０の表面に直接触れることなく、真空反応室４に対して２つの円筒状基体１０の出し入れを行なうことができる。【００５４】
導電性支柱３１は、円筒状基体１０と同様な導電性材料により全体が導体として形成されており、真空反応室４（後述する円筒状電極４０）の中心において、後述するプレート４２に対して絶縁材３２を介して固定されている。導電性支柱３１には、導板３３を介して直流電源３４が接続されている。この直流電源３４は、制御部３５によってその動作が制御されている。制御部３５は、直流電源３４を制御することにより、導電性支柱３１を介して、支持体３にパルス状の直流電圧を供給させるように構成されている（図５および図６参照）。【００５５】
導電性支柱３１の内部には、セラミックパイプ３６を介してヒータ３７が収容されている。セラミックパイプ３６は、絶縁性および熱伝導性を確保するためのものである。ヒータ３７は、円筒状基体１０を加熱するためのものである。ヒータ３７としては、たとえばニクロム線やカートリッジヒーターを使用することができる。【００５６】
ここで、支持体３の温度は、たとえば支持体３あるいは導電性支柱３１に取り付けられた熱電対（図示略）によりモニタされており、この熱電対におけるモニタ結果の基づいて、ヒータ３７をオン・オフさせることにより、円筒状基体１０の温度が目的範囲、たとえば２００℃以上４００℃以下から選択される一定の範囲に維持される。【００５７】
真空反応室４は、円筒状基体１０に対して堆積膜を形成するための空間であり、円筒状電極４０および一対のプレート４１，４２により規定されている。【００５８】
円筒状電極４０は、第２導体として機能するものであり、支持体３の周囲を囲む円筒状に形成される。この円筒状電極４０は、円筒状基体１０と同様な導電性材料により中空に形成されており、絶縁部材４３,４４を介して一対のプレート４１，４２に接合されている。【００５９】
円筒状電極４０は、支持体３に支持させた円筒状基体１０と円筒状電極４０との間の距離Ｄ１が１０ｍｍ以上１００ｍｍ以下となるような大きさに形成されている。これは、円筒状基体１０と円筒状電極４０との距離Ｄ１が１０ｍｍよりも小さい場合は真空反応室４に対する円筒状基体１０の出し入れなどにおいて作業性を充分に確保できず、また円筒状基体１０と円筒状電極４０との間で安定した放電が得ることが困難となり、逆に、円筒状基体１０と円筒状電極４０との距離Ｄ１が１００ｍｍよりも大きい場合は、装置２が大きくなってしまい単位設置面積当たりの生産性が悪くなるためである。【００６０】
円筒状電極４０は、ガス導入口４５および複数のガス吹き出し孔４６が設けられているとともに、その一端において接地されている。なお、円筒状電極４０は、必ずしも接地する必要はなく、直流電源３４とは別の基準電源に接続してもよい。円筒状電極４０を直流電源３４とは別の基準電源に接続する場合、基準電源における基準電圧は、支持体３（円筒状基体１０）に対して負のパルス状電圧（図５参照）を印加する場合には、−１５００Ｖ以上１５００Ｖ以下とされ、支持体３（円筒状基体１０）に対して正のパルス状電圧（図６参照）を印加する場合には、−１５００Ｖ以上１５００Ｖ以下とされる。【００６１】
ガス導入口４５は、真空反応室４に供給すべき原料ガスを導入するためのものであり、原料ガス供給手段６に接続されている。【００６２】
複数のガス吹き出し孔４６は、円筒状電極４０の内部に導入された原料ガスを円筒状基体１０に向けて吹き出すためのものであり、図の上下方向等間隔で配置されているとともに、周方向にも等間隔で配置されている。複数のガス吹き出し孔４６は、同一形状の円形に形成されており、その孔径は、たとえば０．５ｍｍ以上２．０ｍｍ以下とされている。もちろん、複数のガス吹き出し孔４６の孔径、形状および配置については、適宜変更可能である。【００６３】
プレート４１は、真空反応室４が開放された状態と閉塞された状態とを選択可能とするめのものであり、プレート４１を開閉することによって真空反応室４に対する支持体３の出し入れが可能とされている。プレート４１は、円筒状基体１０と同様な導電性材料により形成されているが、下面側に防着板４７が取着されている。これにより、プレート４１に対して堆積膜が形成されるのが防止されている。この防着板４７もまた、円筒状基体１０と同様な導電性材料により形成されているが、防着板４７はプレート４１に対して着脱自在とされている。そのため、防着板４７は、プレート４１から取り外することにより洗浄が可能であり、繰り返し使用することができる。【００６４】
プレート４２は、真空反応室４のベースとなるものであり、円筒状基体１０と同様な導電性材料により形成されている。プレート４２と円筒状電極４０との間に介在する絶縁部材４４は、円筒状電極４０とプレート４２との間にアーク放電が発生するのを抑える役割を有するものである。このような絶縁部材４４は、たとえばガラス材料（ホウ珪酸ガラス、ソーダガラス、耐熱ガラスなど）、無機絶縁材料（セラミックス、石英、サファイヤなど）、あるいは合成樹脂絶縁材料（テフロン（登録商標）などのフッ素樹脂、ポリカーボネート、ポリエチレンテレフタレート、ポリエステル、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリスチレン、ポリアミド、ビニロン、エポキシ、マイラー、ＰＥＥＫ材など）により形成することができるが、絶縁性を有し、使用温度で充分な耐熱性があり、真空中でガスの放出が小さい材料であればば特に限定はない。ただし、絶縁部材４４は、成膜体の内部応力および成膜時の温度上昇に伴って生じるバイメタル効果に起因する応力により反りが発生して使用できなくなるのを防止するために、一定以上の厚みを有するものとして形成されている。たとえば、絶縁部材４４をテフロン（登録商標）のような熱膨張率３×１０−５／Ｋ以上１０×１０５／Ｋ以下の材料により形成する場合には、絶縁部材４４の厚みは１０ｍｍ以上に設定される。このような範囲に絶縁部材４４の厚みを設定した場合には、絶縁部材４４と円筒状基体１０に成膜される１０μｍ以上３０μｍ以下のａ−Ｓｉ膜との界面に発生する応力に起因するそり量が、水平方向（円筒状基体１０の軸方向に略直交する半径方向）の長さ２００ｍｍに対して、水平方向における端部と中央部との軸方向における高さの差で1ｍｍ以下とすることができ、絶縁部材４４を繰り返し使用することが可能となる。【００６５】
プレート４２および絶縁部材４４には、ガス排出口４２Ａ，４４Ａおよび圧力計４９が設けられている。排気口４２Ａ，４４Ａは、真空反応室４の内部の気体を排出するためのものであり、排気手段７に接続されている、圧力計４９は、真空反応室４の圧力をモニタリングするためのものであり、公知の種々のものを使用することができる。【００６６】
図４に示したように、回転手段５は、支持体３を回転させるためのものであり、回転モータ５０および回転力伝達機構５１を有している。回転手段５により支持体３を回転させて成膜を行なった場合には、支持体３とともに円筒状基体１０が回転させられるために、円筒状基体１０の外周に対して均等に原料ガスの分解成分を堆積させることが可能となる。【００６７】
回転モータ５０は、円筒状基体１０に回転力を付与するものである。この回転モータ５０は、たとえば円筒状基体１０を１ｒｐｍ以上１０ｒｐｍ以下で回転させるように動作制御される。回転モータ５０としては、公知の種々のものを使用することができる。【００６８】
回転力伝達機構５１は、回転モータ５０からの回転力を円筒状基体１０に伝達・入力するためのものであり、回転導入端子５２、絶縁軸部材５３および絶縁平板５４を有している。【００６９】
回転導入端子５２は、真空反応室４内の真空を保ちながら回転力を伝達するためのものである。このような回転導入端子５２としては、回転軸を二重もしくは三重構造としてオイルシールやメカニカルシール等の真空シール手段を用いることができる【００７０】
絶縁軸部材５３および絶縁平板５４は、支持体３とプレート４１との間の絶縁状態を維持しつつ、回転モータ５０からの回転力を支持体３に入力するためものであり、たとえば絶縁部材４４などの同様な絶縁材料により形成されている。ここで、絶縁軸部材５３の外径Ｄ２は、成膜時において、支持体３の外径（後述する上ダミー基体３８Ｃの内径）Ｄ３よりも小さくなるように設定されている。より具体的には、成膜時における円筒状基体１０の温度が２００℃以上４００℃以下に設定される場合、絶縁軸部材５３の外径Ｄ２は、支持体３の外径（後述する上ダミー基体３８Ｃの内径）Ｄ３よりも０．１ｍｍ以上５ｍｍ以下、好適には３ｍｍ程度大きくなるように設定される。この条件を満たすために、非成膜時（常温環境下（たとえば１０℃以上４０℃以下））においては、絶縁軸部材５３の外径Ｄ２と支持体３の外径（後述する上ダミー基体３８Ｃの内径）Ｄ３との差は、０．６ｍｍ以上５．５ｍｍ以下に設定される。【００７１】
絶縁平板５４は、プレート４１を取り外しするときに上方から落下するゴミや粉塵などの異物が円筒状基体１０へ付着するのを防止するためのものであり、上ダミー基体３８Ｃの内径Ｄ３より大きな外径Ｄ４を有する円板状に形成されている。絶縁平板５４の直径Ｄ４は、円筒状基体１０の直径Ｄ３の１．５倍以上３．０倍以下とされ、たとえば円筒状基体１０として直径Ｄ３が３０ｍｍのものを用いる場合には、絶縁平板５４の直径Ｄ４は５０ｍｍ程度とされる。【００７２】
このような絶縁平板５４を設けた場合には、円筒状基体１０に付着した異物に起因する異常放電を抑制することができるため、成膜欠陥の発生を抑制することができる。これにより、電子写真感光体１を形成する際の歩留まりを向上させ、また電子写真感光体１を用いて画像形成する場合における画像不良の発生を抑制することができる。【００７３】
図２に示したように、原料ガス供給手段６は、複数の原料ガスタンク６０，６１，６２，６３、複数の配管６０Ａ，６１Ａ，６２Ａ，６３Ａ、バルブ６０Ｂ，６１Ｂ，６２Ｂ，６３Ｂ，６０Ｃ，６１Ｃ，６２Ｃ，６３Ｃ、および複数のマスフローコントローラ６０Ｄ，６１Ｄ，６２Ｄ，６３Ｄを備えたものであり、配管６４およびガス導入口４５を介して円筒状電極４０に接続されている。各原料ガスタンク６０〜６３は、たとえばＢ２Ｈ６、Ｈ２（またはＨｅ）、ＣＨ4あるいはＳｉＨ4が充填されたものである。バルブ６０Ｂ〜６３Ｂ，６０Ｃ〜６３Ｃおよびマスフローコントローラ６０Ｄ〜６３Ｄは、真空反応室４に導入する各原料ガス成分の流量、組成およびガス圧を調整するためのものである。もちろん、原料ガス供給手段６においては、各原料ガスタンク６０〜６３に充填すべきガスの種類、あるいは複数の原料タンク６０〜６３の数は、円筒状基体１０に形成すべき膜の種類あるいは組成に応じて適宜選択すればよい。【００７４】
排気手段７は、真空反応室４のガスをガス排出口４２Ａ，４４Ａを介して外部に排出するためのものであり、メカニカルブースタポンプ７１およびロータリーポンプ７２を備えている。これらのポンプ７１，７２は、圧力計４９でのモニタリング結果により動作制御されるものである。すなわち、排気手段７では、圧力計４９でのモニタリング結果に基づいて、真空反応室４を真空に維持できるとともに、真空反応室４のガス圧を目的値に設定することができる。真空反応室４の圧力は、たとえば１．０Ｐａ以上１００Ｐａ以下とされる。【００７５】
次に、プラズマＣＶＤ装置２を用いた堆積膜の形成方法について、円筒状基体１０にａ−Ｓｉ膜が形成された電子写真感光体１（図１参照）を作製する場合を例にとって説明する。【００７６】
まず、円筒状基体１０に堆積膜（ａ−Ｓｉ膜）を形成にあたっては、プラズマＣＶＤ装置２のプレート４１を取り外した上で、複数の円筒状基体１０（図面上は２つ）を支持させた支持体３を、真空反応室４の内部にセットし、再びプレート４１を取り付ける。【００７７】
支持体３に対する２つの円筒状基体１０の支持に当たっては、支持体３の主要部を外套した状態で、フランジ部３０上に、下ダミー基体３８Ａ、円筒状基体１０、中間ダミー基体３８Ｂ、円筒状基体１０、および上ダミー基体３８Ｃが順次積み上げられる。【００７８】
各ダミー基体３８Ａ〜３８Ｃとしては、製品の用途に応じて、導電性または絶縁性基体の表面に導電処理を施したものが選択されるが、通常は、円筒状基体１０と同様な材料により円筒状に形成されたものが使用される。【００７９】
ここで、下ダミー基体３８Ａは、円筒状基体１０の高さ位置を調整するためのものである。中間ダミー基体３８Ｂは、隣接する円筒状基体１０の端部間で生じるアーク放電に起因する円筒状基体１０に成膜不良が発生するのを抑制するためのものである。この中間ダミー基体３８Ｂとしては、その長さがアーク放電を防止できる最低限の長さ（本実施形態では１ｃｍ）以上を有し、その表面側角部が曲面加工で曲率０．５ｍｍ以上または端面加工でカットされた部分の軸方向の長さ及び深さ方向の長さが０．５ｍｍ以上となるように面取りがされたものが使用される。上ダミー基体３８Ｃは、支持体３に堆積膜が形成されるのを防止し、成膜中に一旦被着した成膜体の剥離に起因する成膜不良の発生を抑制するためのものである。上ダミー基体３８Ｃは、一部が支持体３の上方に突出した状態とされる。【００８０】
次いで、真空反応室４の密閉状態とし、回転手段５により支持体３を介して円筒状基体１０を回転させるとともに、円筒状基体１０を加熱し、排気手段７により真空反応室４を減圧する。【００８１】
円筒状基体１０の加熱は、たとえばヒータ３７に対して外部から電力を供給してヒータ３７を発熱させることにより行なわれる。このようなヒータ３７の発熱により、円筒状基体１０が目的とする温度に昇温される。円筒状基体１０の温度は、その表面に形成すべき膜の種類および組成によって選択されるが、たとえばａ−Ｓｉ膜を形成する場合には２５０℃以上３００℃以下の範囲に設定され、ヒータ３７のオン・オフすることにより略一定に維持される。【００８２】
一方、真空反応室４の減圧は、排気手段７によってガス排出口４２Ａ，４４Ａを介して真空反応室４からガスを排出させることにより行なわれる。真空反応室４の減圧の程度は、圧力計４９（図２参照）での真空反応室４の圧力をモニタリングしつつ、メカニカルブースタポンプ７１（図２参照）およびロータリーポンプ７２（図２参照）の動作を制御することにより、たとえば１０−３Ｐａ程度とされる。【００８３】
次いで、円筒状基体１０の温度が所望温度となり、真空反応室４の圧力が所望圧力となった場合には、原料ガス供給手段６により真空反応室４に原料ガスを供給するとともに、  円筒状電極４０と支持体３との間にパルス状の直流電圧を印加する。これにより、円筒状電極４０と支持体３（円筒状基体１０）との間にグロー放電が起こり、原料ガス成分が分解され、原料ガスの分解成分が円筒状基体１０の表面に堆積される。【００８４】
一方、排気手段７においては、圧力計４９のモニタリングしつつ、メカニカルブースタポンプ７１およびロータリーポンプ７２の動作を制御することにより、真空反応室４におけるガス圧を目的範囲に維持する。すなわち、真空反応室４の内部は、原料ガス供給手段６におけるマスフローコントローラー６０Ｄ〜６３Ｄと排気手段７におけるポンプ７１，７２によって安定したガス圧に維持される。真空反応室４におけるガス圧は、たとえば１．０Ｐａ以上１００Ｐａ以下とされる。【００８５】
真空反応室４への原料ガスの供給は、バルブ６０Ｂ〜６３Ｂ，６０Ｃ〜６３Ｃの開閉状態を適宜制御しつつ、マスフローコントローラ６０Ｄ〜６３Ｄを制御することにより、原料ガスタンク６０〜６３の原料ガスを、所望の組成および流量で、配管６０Ａ〜６３Ａ，６４およびガス導入口４５を介して円筒状電極４０の内部に導入することにより行なわれる。円筒状電極４０の内部に導入された原料ガスは、複数のガス吹き出し孔４６を介して円筒状基体１０に向けて吹き出される。そして、バルブ６０Ｂ〜６３Ｂ，６０Ｃ〜６３Ｃおよびマスフローコントローラ６０Ｄ〜６３Ｄによって原料ガスの組成を適宜切り替えることにより、円筒状基体１０の表面には、電荷注入阻止層１１、光導電層１２および表面保護層１３が順次積層形成される。【００８６】
円筒状電極４０と支持体３との間へのパルス状の直流電圧を印加は、制御部３５によって直流電源３４を制御することにより行なわれる。【００８７】
一般に、１３．５６ＭＨｚのＲＦ帯域以上の高周波電力を使用した場合、空間で生成されたイオン種が電界によって加速され、正・負の極性に応じた方向に引き寄せられることになるが、高周波交流により電界が連続して反転することから、前記イオン種が円筒状基体１０あるいは放電電極に到達するより前に、空間中で再結合を繰り返し、再度ガスまたはポリシリコン粉体などのシリコン化合物となって排気される。【００８８】
これに対して、円筒状基体１０側が正負いずれかの極性になるようなパルス状の直流電圧を印加してカチオンを加速させて円筒状基体１０に衝突させ、その衝撃によって表面の微細な凹凸をスパッタリングしながらａ−Ｓｉの成膜を行った場合には、極めて凹凸の少ない表面をもったａ−Ｓｉが得られる。本発明者らはこの現象を“イオンスパッタリング効果”と名付けた。【００８９】
このようなプラズマＣＶＤ法において、効率よくイオンスパッタリング効果を得るには、極性の連続的な反転を避けるような電力を印加することが必要であり、前記パルス状の矩形波の他には、三角波、直流電力、直流電圧が有用である。また、全ての電圧が正負いずれかの極性になるように調整された交流電力等でも同様の効果が得られる。印加電圧の極性は、原料ガスの種類によってイオン種の密度や堆積種の極性などから決まる成膜速度などを考慮して自由に調整できる。【００９０】
ここで、パルス状電圧により効率よくイオンスパッタリング効果を得るには、支持体３（円筒状基体１０）と円筒状電極４０との間の電位差は、たとえば５０Ｖ以上３０００Ｖ以下の範囲内とされ、成膜レートを考慮した場合、好ましくは５００Ｖ以上３０００Ｖ以下の範囲内とされる。【００９１】
より具体的には、制御部３５は、円筒状電極４０が接地されている場合には、支持体（導電性支柱３１）に対して、−３０００Ｖ以上−５０Ｖ以下の範囲内の負のパルス状直流電位Ｖ１を供給し（図５参照）、あるいは５０Ｖ以上３０００Ｖ以下の範囲内の正のパルス状直流電位Ｖ１を供給する（図６参照）。【００９２】
一方、円筒状電極４０が基準電極（図示略）に接続されている場合には、支持体（導電性支柱３１）に対して供給するパルス状直流電位Ｖ１は、目的とする電位差ΔＶから基準電源により供給される電位Ｖ２を差分した値（ΔＶ−Ｖ２）とされる。基準電源により供給する電位Ｖ２は、支持体３（円筒状基体１０）に対して負のパルス状電圧（図５参照）を印加する場合には、−１５００Ｖ以上１５００Ｖ以下とされ、支持体３（円筒状基体１０）に対して正のパルス状電圧（図６参照）を印加する場合には、−１５００Ｖ以上１５００Ｖ以下とされる。【００９３】
制御部３５はまた、直流電圧の周波数（１／Ｔ（ｓｅｃ））が３００ｋＨｚ以下に、ｄｕｔｙ比（Ｔ１／Ｔ）が２０％以上９０％以下となるように直流電源３４を制御する。【００９４】
なお、本発明におけるｄｕｔｙ比とは、図５および図６に示したようにパルス状の直流電圧の１周期（Ｔ）（円筒状基体１０と円筒状電極４０との間に電位差が生じた瞬間から、次に電位差が生じた瞬間までの時間）における電位差発生Ｔ１が占める時間割合と定義される。たとえば、ｄｕｔｙ比２０％とは、パルス状の電圧を印加する際の、１周期に占める電位差発生（ＯＮ）時間が１周期全体の２０％であることを言う。【００９５】
このイオンスパッタリング効果を利用して得られたａ−Ｓｉの光導電層１２は、その厚みが１０μｍ以上となっても、表面の微細凹凸が小さく平滑性がほとんど損なわれない。そのため、光導電層１２上に表面層１３であるａ−ＳｉＣを１μｍ程度積層した場合の表面層１３の表面形状は、光導電層１２の表面形状を反映した滑らかな面とすることが可能となる。その一方で、表面層１３を積層する場合においても、イオンスパッタリグ効果を利用することにより、表面層１３を微細凹凸が小さい平滑な膜として形成することができる。【００９６】
ここで、電荷注入阻止層１１、光導電層１２および表面層１３の形成に当たっては、原料ガス供給手段６におけるマスフローコントローラ６０Ｄ〜６３Ｄおよびバルブ６０Ｂ〜６３Ｂ，６０Ｃ〜６３Ｃを制御し、目的とする組成の原料ガスが真空反応室４に供給されるのは上述の通りである。【００９７】
たとえば、電荷注入阻止層１１をａ−Ｓｉ系の堆積膜として形成する場合には、原料ガスとして、ＳｉＨ4（シランガス）などのＳｉ含有ガス、Ｂ２Ｈ6などのドーパント含有ガス、および水素（Ｈ２）やヘリウム（Ｈｅ）などの希釈ガスの混合ガスが用いられる。ドーパント含有ガスとしては、ホウ素（Ｂ）含有ガスの他に、窒素（Ｎ）あるいは酸素（Ｏ）含有ガスを用いることもできる。【００９８】
光導電層１２をａ−Ｓｉ系の堆積膜として形成する場合には、原料ガスとして、ＳｉＨ4（シランガス）などのＳｉ含有ガスおよび水素（Ｈ２）やヘリウム（Ｈｅ）などの希釈ガスの混合ガスが用いられる。光導電層１２においては、ダングリングボンド終端用に水素（Ｈ）やハロゲン元素（Ｆ、Ｃｌ）を膜中に１原子％以上４０原子％以下含有させるように、希釈ガスとして水素ガスを用い、あるいは原料ガス中にハロゲン化合物を含ませておいてもよい。また、原料ガスには、暗導電率や光導電率などの電気的特性及び光学的バンドギャップなどについて所望の特性を得るために、周期律表第１３族元素（以下「第１３族元素」と略す）や周期律表第１５族元素（以下「第１５族元素」と略す）を含有させてもよく、上記諸特性を調整するために炭素（Ｃ）、酸素（Ｏ）などの元素を含有させてもよい。【００９９】
第１３族元素および第１５族元素としては、それぞれホウ素（Ｂ）およびリン（Ｐ）が共有結合性に優れて半導体特性を敏感に変え得る点、および優れた光感度が得られるという点で望ましい。電荷注入阻止層１１に対して第１３族元素および第１５族元素を炭素（Ｃ）、酸素（Ｏ）などの元素とともに含有させる場合には、第１３族元素の含有量は０．１ｐｐｍ以上２００００ｐｐｍ以下、第１５族元素の含有量は０．１ｐｐｍ以上１００００ｐｐｍ以下となるように調整される。また、光導電層１２に対して第１３族元素および第１５族元素を炭素（Ｃ）、酸素（Ｏ）等の元素とともに含有させる場合、あるいは、電荷注入阻止層１１および光導電層１２に対して炭素（Ｃ）、酸素（Ｏ）等の元素を含有させない場合には、第１３族元素は０．０１ｐｐｍ以上２００ｐｐｍ以下、第１５族元素は０．０１ｐｐｍ以上１００ｐｐｍ以下となるように調整される。なお、原料ガスにおける第１３属元素あるいは第１５属元素の含有量を経時的に変化させることにより、これらの元素の濃度について層厚方向にわたって勾配を設けるようにしてもよい。この場合には、光導電層１２における第１３族元素および第１５族元素の含有量は、光導電層１２の全体における平均含有量が上記範囲内であればよい。【０１００】
また、光導電層１２については、ａ−Ｓｉ系材料に微結晶シリコン（μｃ−Ｓｉ）を含んでいてもよく、このμｃ−Ｓｉを含ませた場合には、暗導電率・光導電率を高めることができるので、光導電層２２の設計自由度が増すといった利点がある。このようなμｃ−Ｓｉは、先に説明した成膜方法を採用し、その成膜条件を変えることにより形成することができる。たとえば、グロー放電分解法では、円筒状基体１０の温度および直流パルス電力を高めに設定し、希釈ガスとしての水素流量を増すことによって形成できる。また、μｃ−Ｓｉを含む光導電層１２においても、先に説明したのと同様な元素（第１３族元素、第１５族元素、炭素（Ｃ）、酸素（Ｏ）など）を添加してもよい。【０１０１】
表面層１３をａ−ＳｉＣ系の堆積膜として形成する場合には、原料ガスとして、ＳｉＨ４（シランガス）などのＳｉ含有ガスおよびＣＨ４などのＣ含有ガスの混合ガスを供給する。原料ガスにおけるＳｉとＣとの組成比については、連続的あるいは間欠的に変化させてもよい。すなわち、Ｃの比率が高くなるほど成膜速度が遅くなる傾向があるため、表面層１３における光導電層１２に近い部分についてはＣ比率が低くなるようにしつつ、自由表面側についてはＣ比率が高くなるように表面層１３を形成するようにしていもよい。たとえば、表面層１３の光導電層１２側（界面側）においては、水素化アモルファスシリコンカーバイト（ａ−Ｓｉ１−ｘＣｘ：Ｈ）におけるｘ値（炭素比率）が０を超えて０．８未満の比較的Ｓｉ構成比の高い第１のＳｉＣ層を堆積した後、ｘ値（炭素比率）が０．９５以上１．０未満程度までＣ濃度を高くした第２のＳｉＣ層を堆積した２層構造であってもよい。【０１０２】
第１のＳｉＣ層は、その膜厚が、耐圧、残留電位、膜強度などから決定され、通常０．１μｍ以上２．０μｍ以下、好適には０．２μｍ以上１．０μｍ以下、最適には０．３μｍ以上０．８μｍ以下とされる。第２のＳｉＣ層は、その膜厚が、耐圧、残留電位、膜強度、寿命（耐摩耗性）等から決定され、通常０．０１μｍ以上２．０μｍ以下、好適には０．０２μｍ以上１．０μｍ以下、最適には０．０５μｍ以上０．８μｍ以下とされる。【０１０３】
表面層１３は、上述のようにａ−Ｃ層として形成することもできる。この場合、原料ガスとしては、Ｃ２Ｈ２（アセチレンガス）あるいはＣＨ4（メタンガス）などのＣ含有ガスが用いられる。また、表面層１３は、その膜厚が、通常０．１μｍ以上２．０μｍ以下、好適には０．２μｍ以上１．０μｍ以下、最適には０．３μｍ以上０．８μｍ以下とされる。【０１０４】
表面層１３をａ−Ｃ層として形成した場合には、Ｓｉ−Ｏ結合に比べてＣ−Ｏ結合のほうが結合エネルギが小さいため、表面層１３をａ−Ｓｉ系材料により形成する場合に比べて、表面層１３の表面が酸化することをより確実に抑制できる。そのため、表面層１３をａ−Ｃ層として形成した場合には、印刷時のコロナ放電により発生するオゾンなどによって、表面層１３の表面が酸化されることが適切に抑制されるため、高温高湿環境下などでの画像流れの発生を抑制することができる。【０１０５】
円筒状基体１０に対する膜形成が終了した場合には、支持体３から円筒状基体１０を抜き取ることにより、図１に示した電子写真感光体１を得ることができる。そして、成膜後は、成膜残渣を取り除くため、真空反応室４内の各部材を分解し、酸、アルカリ、ブラスト等の洗浄を行い、次回成膜時に欠陥不良となる発塵が無いようウエットエッチングを行う。ウエットエッチングに代えて、ハロゲン系（ＣｌＦ3、ＣＦ4、Ｏ２、NF3、ＳｉＦ6またはこれらの混合ガス）のガスを用いてガスエッチングを行うことも有効である。【０１０６】
本発明によれば、成膜速度を落とすことなく成膜時におけるアーク放電を抑制し、特性ムラおよび欠陥の少ない良好な堆積膜（電荷注入阻止層１１、光導電層１２および表面層１３）を高速で形成することができる。そのため、膜厚ムラが少なく良質な堆積膜を提供できるとともに、このような良質な堆積膜を備えた電子写真感光体１を提供できるようになる。【０１０７】
次に、本発明の第２の実施の形態について、図７および図８を参照しつつ説明する。ただし、図７および図８においては、図１ないし図６を参照して先に説明した電子写真感光１やプラズマＣＶＤ装置２と同様な要素などについて同一の符号を付してあり、以下における重複説明を省略する。【０１０８】
図７および図８に示したプラズマＣＶＤ装置２′は、真空反応室４（円筒状電極４０）の中心に配置された中央電極８を備えている一方で、この中央電極８を囲むように複数（図面上は５つ）の支持体３が配置されたものである。【０１０９】
複数の支持体３は、中央電極８の軸心を中心とする同一円周上において等間隔Ｄ５で配置されており、各支持体３と中央電極８との間の距離Ｄ６は、同様なものとされている。複数の支持体３は、１つの直流電源３４に接続されており、複数の支持体３について１つの直流電源３４により同時にパルス状の直流電圧を供給するように構成されている。もちろん、各支持体３について、１つずつ直流電源３４を接続するようにしてもよい。【０１１０】
中央電極８は、円筒状電極４０と同様に、各支持体３（円筒状基体１０）との間に電位差を生じさせるためのものである。ここで、中央電極８と各支持体３との間には、イオンスパッタリング効果が効率良く得、極めて凹凸の少ない堆積膜を形成するために、制御部３５によって直流電源３４を制御することにより、円筒状電極４０と各支持体３との間と同様に、たとえば電位差が５０Ｖ以上３０００Ｖ以下、周波数が３００ｋＨｚ以下、ｄｕｔｙ比が２０％以上９０％以下の範囲のパルス状の直流電圧が印加される。【０１１１】
この中央電極８は、中空状に形成されているとともに、円筒状基体１０や支持体３と同様な導電性材料により全体が導体として形成されている。中央電極８の内部には、導電性支柱８０、セラミックパイプ８１およびヒータ８２が収容されている。【０１１２】
導電性支柱８０は、円筒状基体１０と同様な導電性材料により全体が導体として形成されており、真空反応室４（後述する円筒状電極４０）の中心において、プレート４２に対して絶縁材８３を介して固定されている。導電性支柱８０は、接地されており、中央電極８が接地電位となるようになされている。もちろん、導電性性支柱８０は、直流電源３４とは異なる基準電源に接続してもよく、また中央電極８を直接接地し、あるいは中央電極８に直接基準電源を接続してもよい。【０１１３】
セラミックパイプ８１は、絶縁性および熱伝導性を確保するためのものである。ヒータ８２は、中央電極８を加熱するためのものである。ヒータ８２としては、円筒状基体１０を加熱するためのヒータ３７と同様なもの、たとえばニクロム線やカートリッジヒーターを使用することができる。この場合、円筒状基体１０を加熱するためのヒータ３７と、中央電極８のためのヒータ８２とは、個別に駆動可能なように構成してもよいが、それらのヒータ３７，８２は、装置構成を簡略化するために、同時にオン・オフ駆動できるようにするのが好ましい。【０１１４】
ただし、中央電極８のためのヒータ８２は、そのヒータ容量が円筒状基体１０のヒータ容量の２５％以上９０％以下の範囲に設定される。これは、ヒータ３７，８２を同時にオン・オフ駆動する構成では、ヒータ８２のヒータ容量がヒータ３７のヒータ容量と同等以上の場合、支持体３よりも、中央電極８の温度がより早く上昇してしまい、円筒状基体１０が支持された支持体３の温度が充分上昇する前に、その周囲に配置された支持体３の温度モニタ（熱電対）が中央電極８の温度を感知し、ヒータ３７，８２の加熱を停止してしまうおそれがあるからである。その一方で、ヒータ８２の容量がヒータ３７の容量よりも小さすぎる場合、中央電極８の温度が充分に上昇したことが温度モニタ（熱電対）により感知されたときには、円筒状基体１０の温度が上昇し過ぎることが起こり得るため好ましくない。【０１１５】
ヒータ３７およびヒータ８２の容量は、たとえば隣接する円筒状基体１０の間の距離Ｄ４が１０ｍｍ以上５０ｍｍ以下、各円筒状基体１０と中央電極８との距離Ｄ５が１０ｍｍ以上３０ｍｍ以下、真空反応室４内の反応ガス圧が上述の範囲に設定される場合には、それぞれ２４０Ｗ以上４００Ｗ以下および６０Ｗ以上３６０Ｗ以下とされる。【０１１６】
プラズマＣＶＤ装置２′では、制御部３５によって直流電源３４を制御することにより、各支持体３（円筒状基体１０）と円筒状電極４０の間、および各支持体３（円筒状基体１０）と中央電極８との間にパルス状の直流電圧が印加することができる。これにより、各支持体３と、円筒状電極４０およびは中央電極８との間にグロー放電が発生する。そのため、真空反応室４に原料ガスを供給した状態でグロー放電を生じさせることにより、円筒状基体１０の表面に堆積膜を形成することができる。【０１１７】
本発明は、上述の実施形態に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲において種々の変更、改良が可能である。【０１１８】
たとえば、上述の実施形態では、第２導体である円筒状電極４０を利用して真空反応室４に原料ガスを供給するように構成されていたが、円筒状電極４０とは別に、ガス導入管を配置し、そのガス導入管を用いて真空反応室４に原料ガスを導入するようにしてもよい。ガス導入管としては、従来周知のガス導入管が好適に使用でき、ガス導入管は、たとえば真空反応室４内の円筒状基体１０と円筒状電極４０との間、あるいは円筒状基体１０と中央電極８との間に適宜配置される。【０１１９】
また、本発明は、円筒状基体以外の形態の基体に堆積膜を形成して電子写真感光体を形成する場合、あるいは電子写真感光体以外の目的に使用するために、基体に対して堆積膜を形成する場合にも適用することができる。
【実施例１】
【０１２０】
本実施例では、図２ないし図４に示したプラズマＣＶＤ装置２を用いて円筒状基体１０（支持体３）と円筒状電極４０と間に負のパルス状直流電圧（図５参照）を印加して成膜を行なう場合に、パルス状直流電圧の周波数および電圧値が、アーク放電（異常放電）の発生回数に与える影響を検討した。【０１２１】
プラズマＣＶＤ装置２においては、円筒状基体１０と円筒状電極４０との間の距離Ｄ１を２５ｍｍに設定し、印加電圧以外の成膜条件は、下記表１に示した通りとした。【０１２２】
【表１】
2006134781.tif 000002
【０１２３】
負のパルス状直流電圧は、円筒状基体１０（支持体３）に接続された直流電源３４によって−４０００Ｖから−１０Ｖの範囲のパルス状電圧を供給するとともに、円筒状電極４０を接地することにより印加した。負のパルス状直流電圧の周波数は、１０ｋＨｚから５００ｋＨｚの範囲に設定した。なお、パルス状直流電圧のｄｕｔｙ比は５０％に設定した。【０１２４】
成膜時におけるアーク放電の発生回数については、下記表２に示した。なお、表２においては、アーク放電の発生回数は、１時間当たりの発生回数として示している。【０１２５】
【表２】
2006134781.tif 000003
【０１２６】
表２から分かるように、直流電圧の周波数が４００ｋＨｚ以上の場合には、アーク放電の発生回数が著しく増え、あるいは放電が安定しないことが分かる。また、円筒状基体１０に供給する直流電圧値が−３０００Ｖ以上−５０Ｖ以下（円筒状基体１０と円筒状電極４０との間の電位差が５０Ｖ以上３０００Ｖ以下）の場合には、アーク放電の発生が実質的になく安定した放電状態であることが確認された。これに対して、電圧値が−５０Ｖを超える場合には放電が安定せず、また電圧値が−３５００Ｖ以下においてはアーク放電の発生回数が著しく増え、あるいは放電が安定しない結果となった。したがって、円筒状基体１０と円筒状電極４０との間の負のパルス状直流電圧を印加して堆積膜を形成する場合には、パルス状直流電圧の電圧値を−３０００Ｖ以上−５０Ｖ以下（円筒状基体１０と円筒状電極４０との間の電位差を５０Ｖ以上３０００Ｖ以下）に設定し、直流電圧の周波数を３００ｋＨｚ以下に設定するのが好ましい。【０１２７】
なお、円筒状基体１０と円筒状電極４０との間の距離を変化させて、パルス状直流電圧の周波数および電圧値が、アーク放電（異常放電）の発生回数に与える影響を検討したところ、円筒状基体１０と円筒状電極４０との距離Ｄ１が１０ｍｍよりも小さい場合は作業性を充分に確保できず、また安定した放電を得るのが困難であった。逆に、円筒状基体１０と円筒状電極４０との距離Ｄ１が１００ｍｍよりも大きい場合は、装置２が大きくなってしまい、単位設置面積当たりの生産性が悪くなる。そのため、円筒状基体１０と円筒状電極４０との間の距離Ｄ１は、１０ｍｍ以上１００ｍｍ以下に設定するのが好ましい。
【実施例２】
【０１２８】
本実施例では、図２ないし図４に示したプラズマＣＶＤ装置２を用いて円筒状基体１０（支持体３）と円筒状電極４０と間に負のパルス状直流電圧を印加して成膜を行なう場合に、パルス状直流電圧のｄｕｔｙ比がアーク放電（異常放電）の発生回数に与える影響を検討した。【０１２９】
パルス状直流電圧のｄｕｔｙ比は、１０％から９５％の範囲に設定するとともに、パルス状直流電圧の周波数および電圧値は、それぞれ３０ｋＨｚおよび−１０００Ｖに設定した。印加電圧以外の成膜条件は、実施例１と同様とした。【０１３０】
成膜時におけるアーク放電の発生回数については、下記表３に示した。なお、表３においては、アーク放電の発生回数は、１時間当たりの発生回数として示している。【０１３１】
【表３】
2006134781.tif 000004
【０１３２】
表３から分かるように、ｄｕｔｙ比が１０％の場合に放電が安定せず、ｄｕｔｙ比が９５％以上の場合にアーク放電の発生が著しく増えることが分かった。これに対して、ｄｕｔｙ比が２０％から９０％の範囲において、アーク放電の発生が実質的になく、安定したグロー放電が得られた。したがって、負のパルス状直流電圧を印加して成膜を行なう場合には、パルス状直流電圧のｄｕｔｙ比は、２０％以上９０％以下の範囲に設定するのが好ましい。
【実施例３】
【０１３３】
本実施例では、図２ないし図４に示したプラズマＣＶＤ装置２を用いて円筒状基体１０（支持体３）と円筒状電極４０と間に負のパルス状直流電圧を印加して成膜を行なう場合に、パルス状直流電圧の電圧値（円筒状電極４０と円筒状基体１０（支持体３）との間の電位差）が成膜レートに与える影響について検討した。【０１３４】
パルス状直流電圧の電圧値１０Vから４０００Ｖの範囲に設定するとともに、パルス状直流電圧の周波数およびｄｕｔｙ比は、それぞれ３０ｋＨｚおよび５０％に設定した。印加電圧以外の成膜条件は、実施例１と同様とした。成膜レートの測定結果については図９に示した。【０１３５】
図９から分かるように、負のパルス状直流電圧の電圧値（−Ｖ）が大きくなるほど成膜レートが大きくなった。したがって、負のパルス状直流電圧を印加して成膜を行なう場合には、成膜レートの観点からは、パルス状直流電圧の電圧値（−Ｖ）（円筒状電極４０と円筒状基体１０（支持体３）との間の電位差）を５００Ｖ以上とするのが好ましい。
【実施例４】
【０１３６】
本実施例では、図２ないし図４に示したプラズマＣＶＤ装置２を用いて円筒状基体１０（支持体３）と円筒状電極４０と間に負のパルス状直流電圧を印加して成膜を行なう場合に、パルス状直流電圧の周波数が成膜レートに与える影響について検討した。【０１３７】
パルス状直流電圧の周波数は、１０ｋＨｚから５００ｋＨｚの範囲に設定するとともに、パルス状直流電圧の電圧値およびｄｕｔｙ比は、それぞれ−１０００Ｖおよび５０％に設定した。印加電圧以外の成膜条件は、実施例１と同様とした。成膜レートの測定結果については図１０に示した。【０１３８】
図１０から分かるように、負のパルス状直流電圧の周波数は、本実施例において検討した範囲では、成膜レートに大きな影響を与えることはなかった。
【実施例５】
【０１３９】
本実施例では、図２ないし図４に示したプラズマ形成装置２を用いて負のパルス状直流電圧を印加して形成したａ−Ｓｉ感光ドラム（本案ドラム１，２）について、膜厚分布、帯電特性および光感度特性について評価するとともに、ａ−Ｓｉ感光体を用いた画像形成における画像特性について評価した。【０１４０】
本案ドラム１，２は、Φ３０×３４０ｍｍのＡｌ製の円筒状基体１０を支持体３の軸方向にダミー基体３８Ａ〜３８Ｃを用いて２段積み重ねてセットし、円筒状基体１０の回転速度を１０ｒｐｍとして形成した。また、プラズマＣＶＤ装置２においては、円筒状基体１０と円筒状電極４０との間の距離Ｄ１を２５ｍｍに設定するとともに円筒状電極４０を接地状態とした。成膜条件は、下記表４に示した通りとした。【０１４１】
【表４】
2006134781.tif 000005
【０１４２】
一方、従来の交流電圧印加（１３．５６ＭＨｚ）によるプラズマＣＶＤ装置を用いて表５に示した条件でａ−Ｓｉ層を有する感光ドラム（比較ドラム１，２）を作製し、本案ドラム１，２と同様にして膜厚分布、帯電特性および光感度特性について評価するとともに、比較ドラム１，２を用いた画像形成における画像特性について評価した。比較ドラム１，２の成膜条件は下記表５に示した通りとした。【０１４３】
【表５】
2006134781.tif 000006
【０１４４】
（膜厚分布の評価）
本案ドラム１，２および比較ドラム１，２の膜厚分布は、各ドラムから軸方向に沿って、５ｍｍ角の堆積膜を複数切取り、それらをＸＰＳ分析（Ｘ線光電子分析）により膜厚を測定することにより評価した。各ドラムにおける膜厚の測定結果については図１１に示した。図１１において、横軸のドラム位置は、装置内に積み上げたドラムのうち、セット位置が上にあるドラムの上端を０基準とした距離（中間ダミー基体３８Ｂを含む）として表してあり、横軸の膜厚は軸方向の最大膜厚に対する相対値（％）を表している。【０１４５】
図１１から分かるように、本案ドラム１，２は、従来の交流電圧印加により作成した比較ドラム１，２に比べて、ドラムの軸方向における膜厚ムラが小さくなっている。とくに、ドラムの端部における膜厚ムラが低減されている。【０１４６】
（帯電特性および光感度特性の評価）
帯電特性は、＋６ｋＶの電圧を印加したコロナ帯電器により本案ドラム１，２および比較ドラム１，２を帯電させたときの電圧を測定することにより行なった。帯電特性は、帯電能、ドラムの軸方向および周方向の帯電ムラとして評価した。帯電能の評価結果については下記表６に示した。【０１４７】
光感度特性は、感度および残留電位として評価した。感度は、帯電後のドラムについてセンター波長６７０ｎｍ、半値幅１ｎｍに分光された単色光を照射したときの半減露光量（帯電圧を半分（１２５Ｖ）に低減させるのに必要な露光量）として評価した。残留電位は、上記単色光を１．２μＪ／ｃｍ２にて照射した後における電圧として評価した。光感度特性（感度および残留電位）の評価結果については下記表６に示した。【０１４８】
【表６】
2006134781.tif 000007
【０１４９】
表６から分かるように、本案ドラム１，２は、帯電能が比較ドラム１，２と同程度であるとともに、ドラムの軸方向および周方向の帯電ムラが比較ドラム１，２に比べて小さくなっており、帯電特性に優れたものであった。また、本案ドラム１，２は、感度が比較ドラム１，２と同程度であるとともに、残留電位が比較ドラム１，２に比べて小さくなっており、光感度特性に優れたものであった。【０１５０】
（画像特性の評価）
画像特性は、本案感光ドラム１，２および比較ドラム１，２を京セラミタ製複写機ＫＭ−２５５０に搭載してＡ４用紙に連続印字を行い、全面白色画像（白ベタ画像）における黒点数とハーフトーン画像におけるムラの評価として、印字初期および３０万枚通紙耐久試験後にそれぞれ行った。画像評価における判定基準は下記表７に示した通りとし、判定結果については下記表８に示した。【０１５１】
【表７】
2006134781.tif 000008
【０１５２】
【表８】
2006134781.tif 000009
【０１５３】
表８から分かるように、本案ドラム１，２は、初期および３０万枚印刷後において、比較ドラム１，２のように白色画像において黒点が生じることもなく、ハーフトーンムラが生じることなく、画像特性に優れたものであった。
【実施例６】
【０１５４】
本実施例では、図２ないし図４に示したプラズマＣＶＤ装置２を用いて円筒状基体１０（支持体３）と円筒状電極４０と間に正のパルス状直流電圧（図６参照）を印加して成膜を行なう以外は実施例１と同様とし、パルス状直流電圧の周波数および電圧値が、アーク放電（異常放電）の発生回数に与える影響を検討した。【０１５５】
正のパルス状直流電圧は、電圧値を１０Ｖから４０００Ｖの範囲、周波数を１０ｋＨｚから５００ｋＨｚの範囲、ｄｕｔｙ比を５０％に設定した。【０１５６】
成膜時におけるアーク放電の発生回数については、下記表９に示した。なお、表９においては、アーク放電の発生回数は、１時間当たりの発生回数として示している。【０１５７】
【表９】
2006134781.tif 000010
【０１５８】
表９から分かるように、直流電圧の周波数が４００ｋＨｚ以上の場合には、アーク放電の発生回数が著しく増え、あるいは放電が安定しないことが分かる。また、円筒状基体１０に供給する直流電圧（円筒状基体１０と円筒状電極４０との間の電位差）が５０Ｖ以上３０００Ｖ以下の場合には、アーク放電が実質的になく安定した放電状態であることが確認された。これに対して、電圧値（電位差）が５０Ｖよりも小さい場合には放電が安定せず、また電圧値（電位差）が３５００Ｖ以上においてはアーク放電の発生回数が増え、あるいは放電が安定しない結果となった。したがって、円筒状基体１０と円筒状電極４０との間の正のパルス状直流電圧を印加して堆積膜を形成する場合には、パルス状直流電圧の電圧値（円筒状基体１０と円筒状電極４０との間の電位差）を５０Ｖ以上３０００Ｖに設定し、直流電圧の周波数を３００ｋＨｚ以下に設定するのが好ましい。【０１５９】
なお、円筒状基体１０と円筒状電極４０との間の距離Ｄ１を変化させて、パルス状直流電圧の周波数および電圧値が、アーク放電（異常放電）の発生回数に与える影響を検討したところ、円筒状基体１０と円筒状電極４０との距離Ｄ１が１０ｍｍよりも小さい場合は作業性を充分に確保できず、また安定した放電を得ることが困難であった。逆に、円筒状基体１０と円筒状電極４０との距離Ｄ１が１００ｍｍよりも大きい場合は、装置２が大きくなってしまい、単位設置面積当たりの生産性が悪くなる。そのため、円筒状基体１０と円筒状電極４０との間の距離Ｄ１は、１０ｍｍ以上１００ｍｍ以下に設定するのが好ましい。
【実施例７】
【０１６０】
本実施例では、図２ないし図４に示したプラズマＣＶＤ装置２を用いて円筒状基体１０（支持体３）と円筒状電極４０と間に正のパルス状直流電圧（図６参照）を印加して成膜を行なう場合に、パルス状直流電圧のｄｕｔｙ比がアーク放電（異常放電）の発生回数に与える影響を検討した。【０１６１】
パルス状直流電圧のｄｕｔｙ比は、１０％から９５％の範囲に設定するとともに、パルス状直流電圧の周波数および電圧値は、それぞれ３０ｋＨｚおよび１０００Ｖに設定した。印加電圧以外の成膜条件は、実施例１（実施例６）と同様とした。【０１６２】
成膜時におけるアーク放電の発生回数については、下記表１０に示した。なお、表１０においては、アーク放電の発生回数は、１時間当たりの発生回数として示している。【０１６３】
【表１０】
2006134781.tif 000011
【０１６４】
表１０から分かるように、ｄｕｔｙ比が１０％の場合に放電が安定せず、ｄｕｔｙ比が９５％以上の場合にアーク放電の発生回数が著しく増えることが分かった。これに対して、ｄｕｔｙ比が２０％から９５％の範囲において、アーク放電の発生が実質的になく、安定したグロー放電が得られた。したがって、正のパルス状直流電圧を印加して成膜を行なう場合においても、パルス状直流電圧のｄｕｔｙ比は、２０％以上９０％以下の範囲に設定するのが好ましい。
【実施例８】
【０１６５】
本実施例では、図２ないし図４に示したプラズマＣＶＤ装置２を用いて円筒状基体１０（支持体３）と円筒状電極４０と間に正のパルス状直流電圧（図６参照）を印加して成膜を行なう場合に、パルス状直流電圧の電圧値（円筒状基体１０（支持体３）と円筒状電極４０と間の電位差）が成膜レートに与える影響について検討した。【０１６６】
パルス状直流電圧の電圧値は、１０Vから４０００Ｖの範囲に設定するとともに、パルス状直流電圧の周波数およびｄｕｔｙ比は、それぞれ３０ｋＨｚおよび５０％に設定した。印加電圧以外の成膜条件は、実施例１（実施例６）と同様とした。成膜レートの測定結果については図１２に示した。【０１６７】
図１２から分かるように、正のパルス状直流電圧の電圧値（電位差）が大きくなるほど成膜レートが大きくなった。したがって、正のパルス状直流電圧を印加して成膜を行なう場合には、成膜レートの観点からは、パルス状直流電圧の電圧値（電位差）を５００Ｖ以上とするのが好ましい。
【実施例９】
【０１６８】
本実施例では、図２ないし図４に示したプラズマＣＶＤ装置２を用いて円筒状基体１０（支持体３）と円筒状電極４０と間に正のパルス状直流電圧（図６参照）を印加して成膜を行なう以外は実施例４と同様とし、パルス状直流電圧の周波数が成膜レートに与える影響について検討した。【０１６９】
パルス状直流電圧の周波数は、１０ｋＨｚから５００ｋＨｚの範囲に設定するとともに、パルス状直流電圧の電圧値およびｄｕｔｙ比は、それぞれ１０００Ｖおよび５０％に設定した。印加電圧以外の成膜条件は、実施例１（実施例６）と同様とした。成膜レートの測定結果については図１３に示した。【０１７０】
図１３から分かるように、正のパルス状直流電圧の周波数は、成膜レートに大きな影響を与えることはなかった。
【実施例１０】
【０１７１】
本実施例では、図２ないし図４に示したプラズマ形成装置２を用いて形成したａ−Ｓｉ感光ドラム（本案ドラム３，４）について、実施例５と同様にして膜厚分布、帯電特性および光感度特性について評価するとともに、ａ−Ｓｉ感光体を用いた画像形成における画像特性について評価した。【０１７２】
本案ドラム３，４は、Φ３０×３４０ｍｍのＡｌ製の円筒状基体１０を支持体３の軸方向にダミー基体３８Ａ〜３８Ｃを用いて２段積み重ねてセットし、円筒状基体１０の回転速度を１０ｒｐｍとして形成した。また、プラズマＣＶＤ装置２においては、円筒状基体１０と円筒状電極４０との間の距離Ｄ１を２５ｍｍに設定するとともに円筒状電極４０を接地状態とした。成膜条件は、下記表１１に示した通りとした。すなわち、電荷注入阻止層１１および光導電層１２は正の電位を、表面層１３は負の電位をかけて作製した。【０１７３】
【表１１】
2006134781.tif 000012
【０１７４】
膜厚分布の評価結果については図１４、帯電特性および光感度特性の評価結果については下記表１２に、画像特性の評価結果については下記表１３にそれぞれ示した。なお、図１４、下記表１２，１３においては、実施例５における比較ドラム１，２の結果を同時に示してあり、画像特性の評価における判定基準は、実施例５において示した上記表７と同様である。【０１７５】
【表１２】
2006134781.tif 000013
【０１７６】
【表１３】
2006134781.tif 000014
【０１７７】
図１４から分かるように、本案ドラム３，４は、従来の交流電圧印加により作成した比較ドラム１，２に比べて、ドラムの軸方向における膜厚ムラが小さくなっている。とくに、ドラムの端部における膜厚ムラが低減されている。【０１７８】
表１２から分かるように、本案ドラム３，４は、帯電能が比較ドラム１，２と同程度であるとともに、ドラムの軸方向および周方向の帯電ムラが比較ドラム１，２に比べて小さくなっており、帯電特性に優れたものであった。また、本案ドラム３，４は、感度が比較ドラム１，２と同程度であるとともに、残留電位が比較ドラム１，２に比べて小さくなっており、光感度特性に優れたものであった。【０１７９】
表１３から分かるように、本案ドラム３，４は、初期および３０万枚印刷後において、比較ドラム１，２のように白色画像において黒点が生じることもなく、ハーフトーンムラが生じることなく、画像特性に優れたものであった。
【実施例１１】
【０１８０】
本実施例では、図７および図８に示したプラズマＣＶＤ装置２′を用いて５つ円筒状基体１０（支持体３）と円筒状電極４０および中央電極８と間に負のパルス状直流電圧（図５参照）を印加して成膜を行なう場合に、パルス状直流電圧の周波数および電圧値が、アーク放電（異常放電）の発生回数に与える影響を検討した。【０１８１】
プラズマＣＶＤ装置２′においては、円筒状基体１０と円筒状電極４０との間の距離Ｄ１、隣接する円筒状基体１０の間の距離Ｄ５、および円筒状基体１０と中央電極８との間の距離Ｄ６は、それぞれ３６ｍｍ、４０ｍｍ、および２５ｍｍに設定し、印加電圧以外の成膜条件は、実施例１における上記表１に示した通りとした。【０１８２】
負のパルス状直流電圧は、円筒状基体１０（支持体３）に接続された直流電源３４によって−４０００Ｖから−１０Ｖの範囲のパルス状電圧を供給するとともに、円筒状電極４０および中央電極８を接地することにより印加した。負のパルス状直流電圧の周波数は、１０ｋＨｚから５００ｋＨｚの範囲に設定した。なお、パルス状直流電圧のｄｕｔｙ比は５０％に設定した。【０１８３】
成膜時におけるアーク放電の発生回数については、下記表１４に示した。なお、表１４においては、アーク放電の発生回数は、１時間当たりの発生回数として示している。【０１８４】
【表１４】
2006134781.tif 000015
【０１８５】
表１４から分かるように、直流電圧の周波数が４００ｋＨｚ以上の場合には、アーク放電の発生回数が著しく増え、あるいは放電が安定しないことが分かる。また、円筒状基体１０に供給する電圧値が−３０００Ｖ以上−５０Ｖ以下の場合（円筒状基体１０と円筒状電極４０および中央電極８との間の電位差が５０Ｖ以上３０００Ｖ以下）には、アーク放電の発生が実質的になく安定した放電状態であることが確認された。これに対して、電圧値が−５０Ｖを超える場合には放電が安定せず、また電圧値が−３５００Ｖ以下においてはアーク放電の発生回数が著しく増え、あるいは放電が安定しない結果となった。したがって、円筒状基体１０と円筒状電極４０および中央電極８との間のパルス状直流電圧を印加して堆積膜を形成する場合には、パルス状直流電圧の電圧値を−３０００Vから−５０Ｖ（円筒状基体１０と円筒状電極４０および中央電極８との間の電位差をが５０Ｖ以上３０００Ｖ）の範囲に設定し、直流電圧の周波数を３００ｋＨｚ以下に設定するのが好ましい。【０１８６】
なお、円筒状基体１０と円筒状電極４０との間の距離Ｄ１、隣接する円筒状基体１０の間の距離Ｄ５、および円筒状基体１０と中央電極８との間の距離Ｄ６をそれぞれ変化させて、パルス状直流電圧の周波数および電圧値が、アーク放電（異常放電）の発生回数に与える影響を検討したところ、円筒状基体１０と円筒状電極４０との間の距離Ｄ１を２５ｍｍから６０ｍｍの範囲、隣接する円筒状基体１０の間の距離Ｄ５を２０ｍｍから４０ｍｍの範囲、円筒状基体１０と中央電極８との距離Ｄ６を３０ｍｍから１００ｍｍの範囲に設定した場合に、いずれも良好な結果が得られた。【０１８７】
これに対して、円筒状基体１０と円筒状電極４０との間の距離Ｄ１、隣接する円筒状基体１０の間の距離Ｄ５、および円筒状基体１０と中央電極８との間の距離Ｄ６が、それぞれ２５ｍｍ、４０ｍｍ、および１００ｍｍよりも小さい場合は作業性を充分に確保できず、また安定した放電を得ることが困難であった。一方、円筒状基体１０と円筒状電極４０との間の距離Ｄ１、隣接する円筒状基体１０の間の距離Ｄ５、および円筒状基体１０と中央電極８との間の距離Ｄ６が、それぞれ６０ｍｍ、４０ｍｍ、および１００ｍｍよりも大きい場合は、装置２′が大きくなり、単位設置面積当たりの生産性が悪くなるために好ましくない。【０１８８】
また、図７および図８に示したプラズマＣＶＤ装置２′において中央電極８を省略した場合においても、円筒状基体１０と円筒状電極４０との間の距離Ｄ１、および隣接する円筒状基体１０の間の距離Ｄ５について、同様の結果が得られた。
【実施例１２】
【０１８９】
本実施例では、図７および図８に示したプラズマＣＶＤ装置２′を用い円筒状基体１０（支持体３）と、円筒状電極４０および中央電極８との間に負のパルス状直流電圧を印加して成膜を行なう場合に、パルス状直流電圧のｄｕｔｙ比がアーク放電（異常放電）の発生回数に与える影響を検討した。【０１９０】
パルス状直流電圧のｄｕｔｙ比は、１０％から９５％の範囲に設定するとともに、パルス状直流電圧の周波数および電圧値は、それぞれ３０ｋＨｚおよび１０００Ｖに設定した。印加電圧以外の成膜条件は、実施例１１と同様にとした。【０１９１】
成膜時におけるアーク放電の発生回数については、下記表１５に示した。なお、表１５においては、アーク放電の発生回数は、１時間当たりの発生回数として示している。【０１９２】
【表１５】
2006134781.tif 000016
【０１９３】
表１５から分かるように、ｄｕｔｙ比が１０％の場合に放電が安定せず、ｄｕｔｙ比が９５％以上の場合にアーク放電の発生回数が著しく増えることが分かった。これに対して、ｄｕｔｙ比が２０％以上９０％以下の範囲において、アーク放電の発生が実質的になく、安定したグロー放電が得られた。したがって、パルス状直流電圧のｄｕｔｙ比は、２０％以上９０％以下の範囲に設定するのが好ましい。
【実施例１３】
【０１９４】
本実施例では、図７および図８に示したプラズマＣＶＤ装置２′を用いて円筒状基体１０（支持体３）と、円筒状電極４０および中央電極８との間に負のパルス状直流電圧を印加して成膜を行なう場合に、パルス状直流電圧の電圧値（円筒状基体１０（支持体３）と、円筒状電極４０および中央電極８との間の電位差）が成膜レートに与える影響について検討した。【０１９５】
パルス状直流電圧の電圧値−４０００Vから−１０Ｖの範囲に設定するとともに、パルス状直流電圧の周波数およびｄｕｔｙ比は、それぞれ３０ｋＨｚおよび５０％に設定した。印加電圧以外の成膜条件は、実施例１と同様とした。成膜レートの測定結果については図１５に示した。【０１９６】
図１５から分かるように、負のパルス状直流電圧の電位差（−Ｖ）が大きくなるほど成膜レートが大きくなった。成膜レートの観点からは、パルス状直流電圧の電位差（−Ｖ）を５００Ｖ以上するのが好ましい。
【実施例１４】
【０１９７】
本実施例では、図７および図８に示したプラズマＣＶＤ装置２′を用いて円筒状基体１０（支持体３）と、円筒状電極４０および中央電極８との間に負のパルス状直流電圧を印加して成膜を行なう場合に、パルス状直流電圧の周波数が成膜レートに与える影響について検討した。【０１９８】
パルス状直流電圧の周波数は、１０ｋＨｚから５００ｋＨｚの範囲に設定するとともに、パルス状直流電圧の電圧値およびｄｕｔｙ比は、それぞれ−１０００Ｖおよび５０％に設定した。印加電圧以外の成膜条件は、実施例１と同様とした。成膜レートの測定結果については図１６に示した。【０１９９】
図１６から分かるように、負のパルス状直流電圧の周波数は、成膜レートに大きな影響を与えることはなかった。
【実施例１５】
【０２００】
本実施例では、図７および図８に示したプラズマ形成装置２′を用いて形成したａ−Ｓｉ感光ドラム（本案ドラム５，６）について、実施例５と同様にして膜厚分布、帯電特性および光感度特性について評価するとともに、ａ−Ｓｉ感光体を用いた画像形成における画像特性について評価した。【０２０１】
本案ドラム５，６は、Φ３０×３４０ｍｍのＡｌ製の円筒状基体１０を５つの支持体３のそれぞれについて、その軸方向にダミー基体３８Ａ〜３８Ｃを利用して２段積み重ねてセットし、円筒状基体１０の回転速度を１０ｒｐｍとして形成した。また、成膜条件は、下記表１６に示した通りとした。【０２０２】
【表１６】
2006134781.tif 000017
【０２０３】
膜厚分布の評価結果については図１７、帯電特性および光感度特性の評価結果については下記表１７に、画像特性の評価結果については下記表１８にそれぞれ示した。なお、図１７、下記表１７，１８においては、実施例５における比較ドラム１，２の結果を同時に示してあり、画像特性の評価における判定基準は、実施例５において示した上記表７と同様である。【０２０４】
【表１７】
2006134781.tif 000018
【０２０５】
【表１８】
2006134781.tif 000019
【０２０６】
図１７から分かるように、本案ドラム５，６は、従来の交流電圧印加により作成した比較ドラム１，２に比べて、ドラムの軸方向における膜厚ムラが小さくなっている。とくに、ドラムの端部における膜厚ムラが低減されている。【０２０７】
表１７から分かるように、本案ドラム５，６は、帯電能が比較ドラム１，２と同程度であるとともに、ドラムの軸方向および周方向の帯電ムラが比較ドラム１，２に比べて小さくなっており、帯電特性に優れたものであった。また、本案ドラム５，６は、感度が比較ドラム１，２と同程度であるとともに、残留電位が比較ドラム１，２に比べて小さくなっており、光感度特性に優れたものであった。【０２０８】
表１８から分かるように、本案ドラム５，６は、初期および３０万枚印刷後において、比較ドラム１，２のように白色画像において黒点が生じることもなく、ハーフトーンムラが生じることなく、光感度特性に優れたものであった。
【実施例１６】
【０２０９】
本実施例では、図２ないし図４に示したプラズマ形成装置２を用いて形成した表面層１３がａ−Ｃであるａ−Ｓｉ感光ドラム（本案ドラム７，８）について、実施例５と同様にして帯電特性および光感度特性について評価するとともに、ａ−Ｓｉ感光体を用いた画像形成における画像特性について評価した。【０２１０】
本案ドラム７，８は、Φ３０×３４０ｍｍのＡｌ製の円筒状基体１０を支持体３の軸方向にダミー基体３８Ａ〜３８Ｃを用いて２段積み重ねてセットし、円筒状基体１０の回転速度を１０ｒｐｍとして形成した。また、プラズマＣＶＤ装置２においては、円筒状基体１０と円筒状電極４０との間の距離Ｄ１を２５ｍｍに設定するとともに円筒状電極４０を接地状態とした。成膜条件は、下記表１９に示した通りとした。すなわち、電荷注入阻止層１１、光導電層１２および表面層１３は負の電位をかけて作製した。【０２１１】
【表１９】
2006134781.tif 000020
【０２１２】
帯電特性および光感度特性の評価結果については下記表２０に、画像特性の評価結果については下記表２１にそれぞれ示した。なお、下記表２０，２１においては、実施例５における比較ドラム１，２の結果を同時に示してあり、画像特性の評価における判定基準は、実施例５において示した上記表７と同様である。【０２１３】
【表２０】
2006134781.tif 000021
【０２１４】
【表２１】
2006134781.tif 000022
【０２１５】
表２０から分かるように、表面層１３がａ−Ｃにより形成された本案ドラム７，８は、帯電能が比較ドラム１，２と同程度であるとともに、ドラムの軸方向および周方向の帯電ムラが比較ドラム１，２に比べて小さくなっており、帯電特性に優れたものであった。また、本案ドラム７，８は、感度が比較ドラム１，２と同程度であるとともに、残留電位が比較ドラム１，２に比べて小さくなっており、光感度特性に優れたものであった。【０２１６】
表２１から分かるように、本案ドラム７，８は、初期および３０万枚印刷後において、比較ドラム１，２のように白色画像において黒点が生じることもなく、ハーフトーンムラが生じることなく、画像特性に優れたものであった。
【図１】
2006134781.tif 000023
【図２】
2006134781.tif 000024
【図３】
2006134781.tif 000025
【図４】
2006134781.tif 000026
【図５】
2006134781.tif 000027
【図６】
2006134781.tif 000028
【図７】
2006134781.tif 000029
【図８】
2006134781.tif 000030
【図９】
2006134781.tif 000031
【図１０】
2006134781.tif 000032
【図１１】
2006134781.tif 000033
【図１２】
2006134781.tif 000034
【図１３】
2006134781.tif 000035
【図１４】
2006134781.tif 000036
【図１５】
2006134781.tif 000037
【図１６】
2006134781.tif 000038
【図１７】
2006134781.tif 000039
【国際調査報告】
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2006134781.tif 000041
2006134781.tif 000042
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