(57)【要約】【課題】電気的特性を犠牲にすることなく、製造コストを下げ、歩留まりよく安定して電子写真感光体を製造する。【解決手段】反応容器100内には、複数の円筒状基体107が同一円周上に等間隔に配置されている。反応容器100内に、原料ガス導入管106から原料ガスを導入し、高周波電源109から放電電極を介して高周波電力を供給して、原料ガスを分解し、円筒状基体107上に堆積膜を形成する。成膜中、原料ガス導入管106によって囲まれる空間内に配置された非成膜ガス導入管111から、成膜に寄与しない非成膜ガスを導入する。【選択図】図１
2007119840.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
減圧可能な反応容器と、該反応容器内に原料ガスを導入する原料ガス導入手段と、前記反応容器内に同一円周上に複数の円筒状基体を保持する手段と、該円筒状基体を取り囲むように設置された放電電極とを有する装置を用い、該放電電極に高周波電力を印加し、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前記原料ガスを分解し、前記複数の円筒状基体上に堆積膜を形成する堆積膜形成方法において、
前記円筒状基体に囲まれた空間内に非成膜ガスを導入しながら堆積膜形成を行うことを特徴とする堆積膜形成方法。
【請求項２】
前記非成膜ガスは、H2、He、Ne、Arのうち1つもしくは複数の混合ガスであることを特徴とする請求項1に記載の堆積膜形成方法。
【請求項３】
前記円筒状基体を自転させながら堆積膜形成を行うことを特徴とする請求項1乃至2に記載の堆積膜形成方法。
【請求項４】
前記円筒状基体表面の、前記放電電極と対向する面での堆積速度に対して、前記円筒状基体で囲まれた空間の中心に対向する面での堆積速度が５％以上、３０％以下となるように設定されていることを特徴とする請求項1乃至3に記載の堆積膜形成方法。
【請求項５】
前記円筒状基体表面の、前記放電電極と対向する面での堆積速度に対して、前記円筒状基体で囲まれた空間の中心に対向する面での堆積速度が８％以上、２０％以下となるように設定されていることを特徴とする請求項4に記載の堆積膜形成方法。
【請求項６】
前記放電電極に印加する高周波電力の周波数が1〜20MHzのRF帯であることを特徴とする請求項１乃至5に記載の堆積膜形成方法。
【請求項７】
前記放電電極に印加する高周波電力の周波数が13.56MHzであることを特徴とする請求項6に記載の堆積膜形成方法。
【請求項８】
電子写真感光体の製造に用いられる請求項１乃至8に記載の堆積膜形成方法。
【請求項９】
減圧可能な反応容器と、該反応容器内に原料ガスを導入する原料ガス導入手段と、該反応容器内部に同一円周上に複数の円筒状基体を保持する手段と、該円筒状基体を取り囲むように設置された放電電極とを有し、該放電電極に高周波電力を印加し、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前記原料ガスを分解し、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であって、
前記円筒状基体に囲まれた空間内に非成膜ガス導入手段を有することを特徴とする堆積膜形成装置。
【請求項１０】
請求項9に記載の堆積膜形成装置により形成された電子写真感光体。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、グロー放電プラズマCVD(Chemical Vapor Deposition)法により基体上に堆積膜を形成する装置および方法に関する。とりわけ機能性膜、特に半導体デバイス、電子写真用感光体、画像入力用ラインセンサー、撮影デバイス、光起電力デバイス等に用いる堆積膜形成方法、堆積膜形成装置および電子写真感光体に関する。
【背景技術】
【０００２】
電子写真感光体に用いる素子部材の技術としては、セレン、硫化カドミニウム、酸化亜鉛、フタロシアニン、アモルファスシリコン(以下「a-Si」と記す)等、各種の材料を用いることが提案されている。中でも、高性能、高耐久、無公害な感光体として、a-Siに代表される珪素原子を主成分として含む非単結晶質堆積膜、例えば水素及び/又はハロゲン(例えばフッ素、塩素等)で補償されたa-Si等のアモルファス堆積膜を用いることが提案されている。そして、そのいくつかは実用化されている。こうした堆積膜の形成法としては、従来、スパッタリング法、熱により原料ガスを分解する熱ＣＶＤ法、光により原料ガスを分解する光ＣＶＤ法、プラズマにより原料ガスを分解するプラズマＣＶＤ法等、多数の方法が知られている。中でもプラズマＣＶＤ法は、電子写真用a-Si堆積膜の形成方法等において現在、実用化が非常に進んでおり、そのための装置も各種提案されている。このプラズマＣＶＤ法は、原料ガスを直流又は高周波(ＲＦ、ＶＨＦ)、マイクロ波等のグロー放電等によって分解し、ガラス、石英、耐熱性合成樹脂フィルム、ステンレス、アルミニウム等の導電性基体上に薄膜状の堆積膜を形成する方法である。
【０００３】
このような技術を用いた光導電部材の例として、シリコン原子を主体とし、水素原子またはハロゲン原子の少なくともいずれか一方を含むアモルファス材料で構成されている光導電層が知られている。さらに、この光導電層の上に、シリコン原子及び炭素原子を母体とし、水素原子を含む非光導電性のアモルファス材料で構成されている表面保護層を設けたものも知られている。
【０００４】
これらの従来の技術によるa-Si等の堆積膜の形成には、例えば図４に示したような装置が用いられる(特許文献１参照)。図４は、電子写真感光体を作成するために供される、13.56MHzの高周波電源を用いたＲＦプラズマＣＶＤ法による堆積膜形成装置の一例を模式的に示した図である。
【０００５】
この装置は、反応容器401を有し、これに反応容器401内を減圧するための排気装置408がメインバルブ415を介して接続されている。反応容器401内にはアースに接続された導電性受け台407の上に円筒状基体402が設置され、更に円筒状基体402用の基体加熱ヒーター403、原料ガス導入管405が設置されている。又、導電性材料からなる放電電極406が、絶縁碍子413によって絶縁されて設けられている。放電電極406はマッチングボックス411を介して13.56MHzの高周波電源412に接続されている。反応容器401内の原料ガス導入管405には、不図示の原料ガス供給手段を構成する各ガスボンベが原料ガス導入バルブ409を介して接続されている。
【０００６】
以下、図４の装置を用いた、電子写真感光体の形成方法の一例について説明する。
【０００７】
まず、例えば旋盤を用いて表面を鏡面加工した円筒状基体402を導電性受け台407に、反応容器401内の基体加熱ヒーター403を包含するように取りつける。
【０００８】
次に、メインバルブ415を開いて反応容器401及び原料ガス導入管405内を排気する。真空計410の読みが0.67Pa以下になった時点で原料ガス導入バルブ409を開き加熱用の不活性ガス、一例としてアルゴンを原料ガス導入管405より反応容器401に導入する。そして、反応容器401内が所望の圧力になるように加熱用ガスの流量、およびメインバルブ415の開口あるいは排気装置408の排気速度を調整する。その後、不図示の温度コントローラーを作動させて円筒状基体402を基体加熱ヒーター403により加熱し、円筒状基体402の温度を20℃〜500℃の所望の温度に制御する。円筒状基体402が所望の温度に加熱されたところで、不活性ガスを徐々に止めると同時に、成膜用の所定の原料ガスを、必要に応じてドーピングガスを不図示のガス供給手段により混合した後に反応容器401内に徐々に導入する。原料ガスとしては、例えばSiH4、Si2H6、CH4、C2H6等を用いることができ、ドーピングガスとしては、B2H6、PH3等を用いることができる。
【０００９】
次に、不図示のマスフローコントローラーによって、各原料ガスが所定の流量になるように調整する。その際、反応容器401内を0.1Paから数百Paの圧力に維持するように、真空計410を見ながらメインバルブ415の開口あるいは排気装置408の排気速度を調整する。
【００１０】
以上の手順によって成膜準備を完了した後、円筒状基体402上に光導電層を形成する。すなわち、内圧が安定したのを確認後、高周波電源412を所望の電力に設定して高周波電力を放電電極406に供給し高周波グロー放電を生起させる。このとき、マッチングボックス411を操作して、反射波が最小となるように調整し、高周波の入射電力から反射電力を差し引いた値を所望の値に調整する。この放電エネルギーによって反応容器401内に導入した各原料ガスが分解され、円筒状基体402上に所定の堆積膜が形成される。なお、膜形成を行っている間、円筒状基体402を駆動装置(不図示)によって所定の速度で回転させても良い。所望の膜厚の膜形成が行われた後、高周波電力の供給を止め、反応容器401への各原料ガスの流入を止めて反応容器401内を一旦項高真空に引き上げ、層の形成を終える。必要に応じて上記のような操作を繰り返し行うことによって、所望の構成の光導電層が形成される。
【００１１】
次に、ａ−Ｓｉ系の表面保護層の形成も、必要となる原料ガスが変わるだけで、同様の手順で行うことができる。
【００１２】
このような従来の堆積膜形成方法、及び装置により、ある程度実用的な特性と均一性を持つ堆積膜を得ることが可能になった。特に、プラズマＣＶＤ法による成膜方法の中でも、ＲＦ帯の高周波電力を用いるＲＦプラズマＣＶＤ法は、良好な特性の膜を容易に得られるため、ａ−Ｓｉを用いた電子写真感光体の製造等に広く用いられている。
【特許文献１】特開平１０−６３０２４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１３】
しかし、近年、市場からの要求スペックも年々厳しくなり、さらなる高画質化、高速化、高耐久性、高機能化はもとより、本体価格やランニングコストといった価格面での改善も求められてきている。これに伴って、a-Siを用いた電子写真感光体にも、電気特性の向上や画像品質の向上にとどまらず、よりコストの低い、安価な部材とすることが要求されるようになってきた。
【００１４】
ところが、a-Siを用いた電子写真感光体は、a-Siの持つ誘電率の高さゆえに、充分な帯電能を得るためにはどうしても厚膜にならざるを得ず、場合によっては10μm〜100μmもの堆積膜を形成しなければならない場合があった。従って、ＲＦプラズマＣＶＤ法を用いた製造方法では、成膜時間に長時間を要し、そのために生産コストが上昇しがちであった。
【００１５】
また、従来のプラズマCVD装置は、図４に示したとおり、同軸型の成膜装置が多く、すなわち、円筒状基体の周囲の構成が円対称になっている。この場合、均一な膜厚、膜質が得られる反面、成膜炉１炉当たり１本の電子写真感光体しか得ることができず、成膜炉１台当たりの生産量がどうしても低くならざるを得なかった。
【００１６】
これに対して、生産性を向上させる１つの試みとして、堆積速度の向上が従来から検討されてきた。しかし、堆積速度を速めるとどうしても堆積膜の膜質が低下して電子写真感光体としての特性が低下する傾向にあり、生産性と特性との間には、トレードオフの関係が生じ、充分に満足する結果を得るのが困難であった。
【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解決しようとするものである。具体的には、本発明の目的は、電気的特性を犠牲にすることなく、製造コストを下げ、歩留まりよく安定した製造を行うことができる、堆積膜形成方法、及び堆積膜形成装置、並びに電子写真感光体を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１８】
上述の目的を達成するため、本発明の堆積膜形成方法は、減圧可能な反応容器と、反応容器内に原料ガスを導入する原料ガス導入手段と、反応容器内に同一円周上に複数の円筒状基体を保持する手段と、円筒状基体を取り囲むように設置された放電電極とを有する装置を用い、放電電極に高周波電力を印加し、反応容器内にグロー放電を発生させることにより、反応容器内に導入された原料ガスを分解し、複数の円筒状基体上に堆積膜を形成する堆積膜形成方法において、円筒状基体に囲まれた空間内に非成膜ガスを導入しながら堆積膜形成を行うことを特徴とする。
【発明の効果】
【００１９】
本発明によれば、円筒状基体に囲まれた空間内に非成膜ガスを導入しながら堆積膜形成を行うことにより、単一の反応容器内で複数の円筒状基体上に良好な特性の堆積膜を同時に形成することができる。それによって、電子写真感光体を安価に生産性よく製造することが可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２０】
以下、図面を用いて本発明の実施形態について説明する。
【００２１】
本発明者らは、当初、鋭意検討を行った結果、一度の成膜で多数の電子写真感光体を製造できる堆積膜形成装置を用いることを考えた。すなわち、従来の同軸型の堆積膜形成装置に替えて、図2に示すように、複数の円筒状基体207を単一の反応容器内２００内に配置した堆積膜形成装置を用いた。図2（ａ）は概略縦断面図、図2（ｂ）は図１（ａ）の切断線Ａ−Ａ’に沿う概略横断面図である。
【００２２】
図2に示す堆積膜製造装置において、複数の円筒状基体207は同一円周上に等間隔に配置されている。これらの円筒状基体207を取り囲むように、放電電極201が設置されている。放電電極201は、ベースプレート202および上蓋20と共に反応容器200を形成しており、ベースプレート202、上蓋203は碍子204によって放電電極201と絶縁されている。反応容器200には、排気配管205が接続されている。放電電極201近傍には、周方向に均等に間隔をおいて原料ガス導入管（原料ガス導入手段）206が配置されている。放電電極201には、整合器210を経て高周波電源209が接続されている。
【００２３】
次に、図2に示す堆積膜形成装置を用いた電子写真感光体の製造方法の概略を説明する。
【００２４】
まず、反応容器200内に円筒状基体207を設置し、反応容器200内を排気した後、円筒状基体207を円筒状基体内部の加熱用ヒーター（不図示）等により所望の温度に加熱する。
【００２５】
次に、原料ガス（例えばシラン等）を原料ガス導入管206より反応容器200内に導入する。この状態で、高周波電源209より、高周波電力を整合器210にて調整して放電電極201に印加することによって、原料ガスが分解され、円筒状基体207表面に堆積膜が形成される。このとき、円筒状基体207は、回転機構（不図示）に接続された回転軸208を介して自転させられ、それによって、周方向に均一な堆積膜が形成される。
【００２６】
所望の膜厚の膜形成が行われた後、高周波電力の供給を止め、反応容器200内へのガスの流入を止め、堆積膜の形成を終える。
【００２７】
所望の堆積膜特性を得ることを目的として、基体上に複数の層からなる堆積膜を形成する場合には、上記の操作を繰り返す。このようにして、電子写真感光体が形成される。
【００２８】
この場合、成膜装置１台当たりの感光体の製造数量が大幅に増加するため、結果的に大幅なコストダウンが見込めることになる。ところが、実際に実験を行ってみると、得られた電子写真感光体の電気特性は、何れも同軸型の１本取り炉で得られたものに対して同等な特性ではなかった。
【００２９】
この原因を探るために、円筒状基体207を静止させた状態で成膜を行い、周方向の特性のムラを調べた。その結果、放電電極201と向き合っている部分の形成膜の特性は、単一の基体上に成膜を行う同軸型成膜炉による形成膜の特性と何ら遜色のない結果だったが、円筒状基体207で囲まれた内部空間に面した部分の形成膜の特性がやや劣っていることが判明した。すなわち、図2における多数本同時成膜式の堆積膜形成装置では、円筒状基体207が放電電極201に向き合った領域には十分な高周波電界が働いており、良好な膜質の堆積膜が形成されたものと想像される。逆に、複数の円筒状基体で囲まれた内部空間側の領域では、放電電極201からの高周波電力が充分に働いておらず、発生電界が弱電界となっていると考えられる。このために、この領域では、原料ガスの分解、励起が不充分となり、放電電極201に向き合った領域の堆積膜と同等の膜質が得られなかったと想像される。
【００３０】
本願発明者らは、この問題を解決する方法として、内部空間で堆積膜が付着しないようにすればよいのではないかと考えた。そこで、円筒状基体の内部空間に面する部分で形成される必ずしも十分では無い膜質の堆積膜をできるだけ形成させないようにしようと考えた。そのために、同一円周上に配置した円筒状基体によって囲まれる空間に配置したガス導入管から非成膜ガスを導入させながら堆積膜を形成することを考えた。すなわち、複数の円筒状基体で囲まれた空間内に、堆積膜形成に寄与しにくいガスを導入することで成膜ガスを入り込みにくくし、この空間内で非成膜ガスのプラズマがメインとなるようにした。それによって、円筒状基体の内部空間に面する部分で堆積膜が付着しにくくなるようにした。その結果、放電電極に対向する面での堆積速度に対して、円筒状基体で囲まれた空間に面した領域での堆積速度をかなり落とすことが可能となった。
【００３１】
さらに、本発明者らは、放電電極と対向する面での堆積速度に対する、円筒状基体で囲まれた空間の中心に対向する面での堆積速度の比率と、電子写真感光体としての特性の関係を詳細に調べた。その結果、後述するように、堆積速度の比率を5%以上、30%以下とした場合に、単一の基体上に成膜を行う同軸型成膜炉で得られた電子写真感光体と遜色のない特性の感光体が得られることが判明した。
【００３２】
ここで、「放電電極と対向する面での堆積速度」とは、複数の円筒状基体が配置されている配置円の中心点と円筒状基体の軸中心を結んだ直線と円筒状基体の表面が交わる２点のうち、放電電極に面した側の点（図1(b)のB点）での堆積速度を意味している。また、「円筒状基体で囲まれた空間の中心に対向する面での堆積速度」とは、上記の２点のうち、配置円の中心に面した側の点(図1(b)のA点)での堆積速度を意味している。
【００３３】
本発明は、以上のような経緯によって完成されたものである。
【００３４】
以下、図面を用いて本発明の実施形態の堆積膜形成方法及び堆積膜形成装置について詳細に説明する。
【００３５】
図1は、本実施形態の堆積膜形成装置であり、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。図１（ａ）は概略縦断面図、図1(b)は図1(a)の切断線A−A'に沿う概略横断面図である。
【００３６】
図1に示す堆積膜形成装置は、反応炉壁を兼ねる放電電極101、ベースプレート102、および上蓋103により形成された反応容器100を有している。反応容器100内には、同一円周上に配置された複数の円筒状基体107、複数の円筒状基体で囲まれた空間内に配置された非成膜ガス導入管（非成膜ガス導入手段）111、放電電極101近傍に周方向に等間隔に配置され原料ガス導入管106が設けられている。放電電極101とベースプレート102および上蓋103は碍子104で絶縁されている。ベースプレート102の下部には排気配管105が接続され、排気配管105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、真空排気可能になっている。放電電極101には、整合器110を介して高周波電源109が接続されている。
【００３７】
同一円周上に配置された、堆積膜が形成される複数の円筒状基体107は、互いに平行になるように回転軸108によって保持されている。回転軸108は不図示の駆動装置により回転可能になっており、基体加熱用ヒーター（不図示）を内蔵している。
【００３８】
この装置による成膜は、反応容器100内を排気装置（不図示）により排気した後、原料ガスを原料ガス導入管106から、非成膜ガスを非成膜ガス導入管111から導入して行う。高周波電源109から出力された高周波電力は、整合器110を経て、反応容器100内に供給される。
【００３９】
本発明において、複数の円筒状基体107で囲まれた空間に導入する非成膜ガスは、不活性ガスもしくは水素ガス等、堆積膜形成に直接寄与する原料ガス以外が好ましい。特にHe（ヘリウム）、Ne（ネオン）、Ar（アルゴン）、H2（水素）は、単独でプラズマ状態になりやすく、内部空間に原料ガスメインのプラズマを回り込みにくくできるので好ましい。また、円筒状基体107は、回転することにより、堆積膜形成と、非成膜ガスのプラズマ中の通過を交互に繰り返し、それによって、良質な堆積膜形成が可能になる。すなわち、本実施形態では、放電電極側を通過中に形成された堆積膜表面が非成膜ガスのプラズマにより活性化され、その状態ですぐに堆積膜形成がおこなわれる。この工程が繰り返し行われることにより、良質な堆積膜が形成されるためと推察している。
【００４０】
非成膜ガスの流量は、少なすぎると、本発明の効果が得られにくく、多すぎると堆積膜形成に影響を与えてしまう場合がある。したがって、成膜ガス流量に対して、10％〜500％程度、より好ましくは、30％〜300％程度の流量が好ましい。
【００４１】
本実施形態において、上記非成膜ガスを導入する非成膜ガス導入管111は、複数の円筒状基体で囲まれた空間の中心に配置することが好ましい。非成膜ガス導入管111は、堆積膜形成中の放電状態に影響を与えないために、誘電体材料で形成されることが好ましい。具体的な材質としては、耐熱性、加工性等の観点から、アルミナセラミック（Al2O3）が好ましい。非成膜ガス導入管111には、それから導入される非成膜ガスが、複数の円筒状基体間の隙間方向に噴出するようにガス穴を設けることが好ましい。このことにより、非成膜ガスがガスバリアとして機能しやすくなり、円筒状基体107で囲まれた空間内に原料ガスが進入するのを抑制しやすくなる。
【００４２】
本実施形態において、放電電極101や、ベースプレート102、上蓋103は導電性材料から成る。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、チタン等の金属材料が、加工が容易で耐久性が高い点で、また再利用の利便性等の点でも好ましい。また、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。
【００４３】
本発明において用いられる高周波電力はいかなる周波数帯のものであってもよいが、良好な電子写真特性が得られやすかったのは１〜２０ＭＨｚのＲＦ帯、代表的には１３．５６ＭＨｚであった。これは、分解種として良好な膜質を得やすいSiH3が安定的に得られることや、プラズマの均一性や安定性と関係しているのではないかと推測される。
【００４４】
また、高周波電源109としては、装置に適した高周波電力を発生することが出来ればいかなるものでも好適に使用出来る。さらに、高周波電源109の出力変動率には特に制限は無い。
【００４５】
本実施形態で使用される整合器110は高周波電源109と負荷の整合を取ることができるものであればいかなる構成のものでも好適に使用出来る。また、整合を取る方法としては、自動的に調整されるようにするのが成膜操作の煩雑さを避けるために好適であるが、手動で調整するようにしてもよい。また、整合器110を配置する位置に関しては、整合が取れる範囲であればどこであってもなんら問題はない。しかし、整合器110から放電電極101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。
【００４６】
本発明において、円筒状基体107は、使用目的に応じた材質を有するものであれば良い。具体的な材質としては、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、ステンレスが、電気伝導が良好のため好適である。さらに、これらの材料中の２種以上からなる複合材料も耐熱性が向上するために望ましい。また、円筒状基体107は、堆積膜形成時には、150℃〜350℃に維持されることが好ましい。
【００４７】
次に、図1に示す本実施形態の成膜装置を用いた電子写真感光体の製造方法の概略を説明する。
【００４８】
まず、反応容器100内に円筒状基体107を設置し、反応容器100内を排気した後、円筒状基体107を円筒状基体内部の加熱用ヒーター（不図示）等により所望の温度に加熱する。
【００４９】
次に、原料ガス（例えばシラン等）を原料ガス導入管106より反応容器100内に導入し、更に、非成膜ガス導入管111より、非成膜ガス（例えばHeガス）を導入する。この状態で、高周波電源109より、高周波電力を整合器110にて調整して放電電極101に印加することによって、原料ガスが分解され、円筒状基体107表面に堆積膜が形成される。このとき、円筒状基体107は、回転機構（不図示）に接続された回転軸108により自転させられ、それによって周方向に均一な堆積膜が形成される。
【００５０】
所望の膜厚の膜形成が行われた後、高周波電力の供給を止め、反応容器100内へのガスの流入を止め、堆積膜の形成を終える。
【００５１】
所望の堆積膜特性を得ることを目的として、基体上に複数の層からなる堆積膜を形成する場合には、上記の操作を繰り返す。これによって、例えば図3に示すようなa-Si系電子写真用光受容部材を形成可能である。
【００５２】
図3(a)に示す電子写真用感光体300は、支持体301の上に、水素原子また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)」と表記する。）を有する光導電性を有する光導電層302が設けられている。
【００５３】
図3(b)に示す電子写真用感光体300は、支持体301の上に、a-Si:(H,X)からなり光導電性を有する光導電層302と、アモルファスシリコン系（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。
【００５４】
図3(c)に示す電子写真用感光体300には、支持体301の上に、アモルファスシリコン系の下部阻止層304が形成されている。下部阻止層304上には、a-Si:(H,X)からなり光導電性を有する光導電層302と、アモルファスシリコン系（又はアモルファス炭素系）の表面層303が設けられている。
【００５５】
図3(d)に示す電子写真用感光体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)からなる電荷発生層305及び電荷輸送層306からなり、その上にアモルファスシリコン系（又はアモルファス炭素系）表面層303が設けられている。
【実施例】
【００５６】
以下、実施例により本発明の効果を具体的に説明する。なお、本発明はこれらの実施例に限定されるものではない。
【００５７】
（実施例1）
本実施例では、図1に示した、本発明を組み込んだプラズマＣＶＤ法による、電子写真感光体の製造装置を用いた。反応容器内に、アルミニウム製の外径80mm、長さ358mm、肉厚3mmの4本の円筒状基体を同一円周上に40ｍｍの間隔で設置し、前述の電子写真感光体の製造方法の概略に従い表1に示す条件で電子写真感光体の形成を行った。このとき、円筒状基体は夫々、10rpmの速度で回転させた。放電電極101には、周波数13.56ＭＨｚのＲＦ電源を用いて高周波電力を印加した。また、堆積膜形成中は、中央部の非成膜ガス導入管から、Heガスを500 ml/min(normal)の流量で導入した。
【００５８】
【表１】
2007119840.tif 000003
【００５９】
（比較例1）
本比較例では、図1に示したプラズマＣＶＤ法による電子写真感光体の製造装置を用いた。円筒状基体の構成、配置、および回転と、印加電力の条件は実施例１と同様である。また、成膜条件も実施例１と同様、表1に示した通りである。但し、堆積膜形成中は、中央部の非成膜ガス導入管からのガス導入は行わなかった。
【００６０】
実施例1、比較例１で作成したa-Si電子写真感光体に対しては、下記の方法で評価を行った。
【００６１】
（帯電能）
この評価用に改造したキヤノン社製複写機ｉＲ５０００に本実施例及び比較例で作製した電子写真用感光体を設置した。そして、電子写真装置の主帯電器に一定の電流（例えば1000μA）を流し、現像器位置にセットした表面電位計（ＴＲＥＫ社製Ｍｏｄｅｌ３４４）の電位センサーにより暗部電位を測定した。したがって、暗部電位が大きいほど帯電能が良好であることを示す。帯電能測定は感光体母線方向全領域に渡って行い、その平均値を評価に用いた。帯電能の評価結果は、比較例１の結果を基準として以下のように表示する。
◎      …  ２０％以上の良化
○〜◎  …  １５％以上２０％未満の良化
○      …  １０％以上１５％未満の良化
△〜○  …  ５％以上１０％未満の良化
△      …  ５％未満の良化
×      …  悪化
（感度）
現像器位置での暗部電位が一定値（例えば450V）となるよう主帯電器電流を調整した後、原稿に反射濃度0.1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（波長655nmの半導体レーザー）を調整した。この際の像露光量により感度を評価した。したがって、像露光量が少ないほど感度が良好であることを示す。感度測定は感光体母線方向全領域に渡って行い、その平均値を評価に用いた。したがって、数値が小さいほど良好である。感度の評価結果は、比較例１の結果を基準として以下のように表示する。
◎      …  ４０％以上の良化
○〜◎  …  ３０％以上４０％未満の良化
○      …  ２０％以上３０％未満の良化
△〜○  …  １０％以上２０％未満の良化
△      …  １０％未満の良化
×      …  悪化
（光メモリー）
現像器位置における暗部電位が所定の値（例えば450V）となるように主帯電器の電流値を調整した後、所定の白紙を原稿とした際の明部電位が所定の値（例えば50V）となるよう像露光光量を調整する。この状態で、原稿の先端100mmに反射濃度1.1、直径5mmの黒丸を貼り付けたＡ３の中間調チャートを原稿台に置き、コピー画像を形成する。コピー画像において、中間調コピー上に認められる直径5mmの黒丸の残像（直径5mmの黒丸のコピー画像部分から感光体ドラム一周分の距離の位置に現れる直径5mmの黒丸の残像）の反射濃度と中間調部分の反射濃度との差を測定する。光メモリーの測定は、感光体母線方向中央部で行った。したがって、数値が小さいほど良好である。光メモリーの評価結果は、比較例１の結果を基準として以下のように表示する。
◎      …  ４０％以上の良化
○〜◎  …  ３０％以上４０％未満の良化
○      …  ２０％以上３０％未満の良化
△〜○  …  １０％以上２０％未満の良化
△      …  同等以上１０％未満の良化
×      …  悪化
実施例１、比較例１の評価結果を表２に示す。表２から分かるように、本実施例において、帯電能、感度、光メモリーの全ての項目において改善が見られることが判明した。
【００６２】
【表２】
2007119840.tif 000004
【００６３】
(実施例2)
図1に示した製造装置を用い、実施例１と同様の４本の円筒状基体を同一円周上に設置した。印加電力の条件も実施例１と同様である。
【００６４】
本実施例では、まず、軸方向中央部に幅1cmの耐熱テープを周方向に貼り付けることにより一部分をマスクした円筒状基体を設置し、静止状態で表3に示す条件で15分成膜を行った。成膜終了後、耐熱テープを剥がすことで堆積膜の付着していない部分（基体の地肌が露出した部分）と膜が堆積した部分の段差を形成した。この段差を利用して後に述べる方法で内部側の堆積速度（図１(b)におけるA点での堆積速度）と外部側の堆積速度（図１(b)におけるB点での堆積速度）を求め、その比を調べた。次に、円筒状基体を10rpmの速度で回転させながら表3の条件に従って下部阻止層、光導電層、表面層から成る電子写真感光体を形成した。このような手順に従い、円筒状基体の間隔及び、非成膜ガス導入管からのガス流量、反応容器内の圧力をさまざまに変化させた表4に示す条件で感光体A〜Hを作成した。
【００６５】
【表３】
2007119840.tif 000005
【００６６】
【表４】
2007119840.tif 000006
【００６７】
各条件にて作成した電子写真感光体に対して、実施例1と同様の評価を行った結果を表4に示す。
【００６８】
なお、堆積速度比は下記の手順にて求めた。
測定条件
測定環境：気温25℃、湿度60%、１気圧
スタイラス先端径：５μm
スタイラス押し当て圧：8mg
スキャン長さ：400μm
スキャンスピード：50μm/sec
スキャン方法：連続移動
データサンプリングレート：50Hz
水平分解能：1μm
垂直分解能：0.1nm
短波長カットオフフィルタ：12.5μm
長波長カットオフフィルタ：OFF
上記の測定条件で、予め、標準試験片で校正を行った。標準試験片としては、VLSIスタンダード（株）社製  STEP HEIGHT STANDARD  モデルナンバー：SHS-9400QCを用いた。アルファステップ500のキャリブレーションモードに入り、標準試験片の、校正された段差を測定し、校正値を入力することでキャリブレーションファクターが決定される。キャリブレーションを行っておくことによって、正しく膜厚を測定することが可能になる。その他の具体的な操作や測定作業は、すべてアルファステップ500付属の取扱説明書（ALPHA STEP 500 USER'S MANUAL  1994年10月、Software Version 1.7）の記載に従って行った。
【００６９】
次に、アルファステップ500を用いて、円筒状基体の中央部において、膜が堆積している部分から、基体が露出している部分へ触針をスキャンすることにより、上記の測定条件により膜厚を測定した。得られた膜厚を成膜時間で割ることで堆積速度を求めることができる。
【００７０】
上記の手順によって、円筒状基体の軸方向中央部において、放電電極と対向する面（図1(b)のB点）での堆積速度と、円筒状基体で囲まれた空間の中心に対向する面（図1(b)のA点）での堆積速度を求め、前者で後者を割ることで、堆積速度比を求めた。
【００７１】
実施例2の結果をまとめて表5に示す。
【００７２】
【表５】
2007119840.tif 000007
【００７３】
表5の結果で示されるように、全ての条件において良好な結果が得られた。特に、堆積速度比が5％〜30％の範囲では更に良好な結果が得られ、8％〜20％の範囲では特に良好な結果が得られた。
【００７４】
(実施例3)
本実施例では、非成膜ガス導入管から導入するガス種として、H2、Ne、Ar、を用い、実施例1と同様に電子写真感光体を作成した。堆積膜形成中の非成膜ガスの流量は、H2では500 ml/min(normal)、Ne、Arでは250 ml/min(normal)とした。
【００７５】
各条件にて作成した電子写真感光体に対して、実施例1と同様の評価を行った結果を表6に示す。
【００７６】
【表６】
2007119840.tif 000008
【００７７】
表6の結果で示されるように、全ての条件において良好な結果が得られた。
【００７８】
(実施例4)
本実施例では、表7に示す条件で電子写真感光体の形成を行った。放電電極には、1MHzのＲＦ電源を用いて高周波電力を印加した。円筒状基体の構成、配置、および回転と、非成膜ガス導入の条件は実施例１と同様とした。
【００７９】
【表７】
2007119840.tif 000009
【００８０】
(比較例4)
本比較例では、円筒状基体の構成、配置、および回転と、印加電力の条件は実施例4と同様である。また、成膜条件も実施例4と同様、表7に示した通りである。但し、堆積膜形成中は、中央部の非成膜ガス導入管からのガス導入は行わなかった。
【００８１】
(実施例5)
本実施例では、表8に示す条件で電子写真感光体の形成を行った。放電電極には、20MHzのＲＦ電源を用いて高周波電力を印加した。円筒状基体の構成、配置、および回転と、非成膜ガス導入の条件は実施例1と同様とした。
【００８２】
【表８】
2007119840.tif 000010
【００８３】
(比較例5)
本比較例では、円筒状基体の構成、配置、および回転と、印加電力の条件は実施例5と同様である。また、成膜条件も実施例5と同様、表8に示した通りである。但し、堆積膜形成中は、中央部の非成膜ガス導入管からのガス導入は行わなかった。
【００８４】
(実施例6)
本実施例では、表9に示す条件で電子写真感光体の形成を行った。放電電極には、105MHzのＶＨＦ電源を用いて高周波電力を印加した。円筒状基体の構成、配置、および回転と、非成膜ガス導入の条件は実施例1と同様とした。
【００８５】
【表９】
2007119840.tif 000011
【００８６】
(比較例6)
本比較例では、円筒状基体の構成、配置、および回転と、印加電力の条件は実施例5と同様である。また、成膜条件も実施例6と同様、表9に示した通りである。但し、堆積膜形成中は、中央部の非成膜ガス導入管からのガス導入は行わなかった。
【００８７】
実施例4〜6及び比較例4〜6の各条件にて作成した電子写真感光体に対して、実施例1と同様の評価を行った結果を表10〜12に示す。なお、夫々の評価結果は、各比較例の結果を基準とした。
【００８８】
【表１０】
2007119840.tif 000012
【００８９】
【表１１】
2007119840.tif 000013
【００９０】
【表１２】
2007119840.tif 000014
【００９１】
表10、表11、表12の結果の比較から、いずれにおいても、本発明の実施例においては良好な結果が得られた。また、本発明の効果は、特にＲＦ帯の高周波電源を用いたときに著しいことが分かる。
【００９２】
(実施例7)
本実施例では、円筒状基体に1インチ角、厚さ1mmの石英ガラス基板をセットして、実施例1の条件で堆積膜を形成した。印加電力、非成膜ガスの導入の条件、および堆積膜形成中、円筒状基体を10rpmの速度で回転させたのも実施例1と同様である。そして、堆積膜の厚さがおよそ1μmとなるように時間を設定し、石英基板上に堆積膜を形成した。
【００９３】
（比較例7-1）
本比較例では、実施例7と同様に円筒状基体に石英ガラス基板をセットして、実施例1の条件で堆積膜を形成した。印加電力、円筒状基体の回転の条件、および、堆積膜の厚さがおよそ1μmとなるように時間を設定したのは、実施例7と同様である。但し、堆積膜形成中は、中央部の非成膜ガス導入管ガス導入は行わずに堆積膜を形成した。
【００９４】
（比較例7-2）
本比較例では、円筒状基体に石英ガラス基板を放電電極側に対向する面（図1(b)）のB点）にセットして、円筒状基体は静止状態として、実施例1の光導電層の条件で堆積膜を形成した。中央部の非成膜ガス導入管からのガス導入は行わなかった。印加電力、および、堆積膜の厚さがおよそ1μmとなるように時間を設定したのは、実施例7と同様である。
【００９５】
実施例7及び比較例7-1、7-2で作成した堆積膜に対しては、以下の要領で評価を行った。
【００９６】
（明暗導伝導率比）
まず、石英基板上に作成した堆積膜表面にCrギャップ電極（幅250μm，長さ５mm）を真空蒸着する。次いで、ギャップ電極に10Vの電圧を印加し、微小電流計（ＹＨＰ社製４１４０Ｂ）により流れる電流を計測し、導電率を求める。
【００９７】
この測定を暗所で行い（＝暗導電率）、次いで、強度１mW/cm2のHe-Neレ−ザ−を、照射面がギャップ電極とほぼ同等となるようにギャップ電極に照射し、同様に電流を計測し導電率を求めた（＝明導電率）。これらの値から、明暗導伝導率比（＝明導電率／暗導電率）を求めた。電子写真感光体の光導電層としては、明暗導伝導率比の大きい堆積膜が良好とされている。
【００９８】
各条件で求めた明暗導伝導率比について、比較例7-1で作成した堆積膜を基準とし、夫々の堆積膜を比較した。評価の判定は以下とし、結果を表13に示す。
◎      …  ５０％以上の良化
○      …  ２０％以上５０％未満の良化
△      …  同等以上２０％未満の良化
×      …  悪化
【００９９】
【表１３】
2007119840.tif 000015
【０１００】
表13に示すように、本発明を用いた実施例7にて作成した堆積膜は、比較例7-1で作成した堆積膜に比べ良好な特性が得られた。また、比較例7-2で作成した、円筒状基体を静止させた状態で放電電極に対向する面で形成された堆積膜と比べても、実施例7にて作成した堆積膜は良好な特性であった。これは、本発明の堆積膜形成工程は、堆積膜形成領域と非成膜ガスのプラズマ領域を交互に通過することで、堆積膜形成と、非成膜ガスプラズマによる堆積膜表面の活性化作用が交互に繰り返された効果と考えられる。
【図面の簡単な説明】
【０１０１】
【図１】本発明の実施形態の電子写真感光体製造装置を示した模式図。
【図２】本発明を導くに至った量産型電子写真感光体製造実験装置の一例を示した模式図。
【図３】本発明の実施形態の電子写真感光体の模式的断面図
【図４】従来の電子写真感光体製造装置の一例を示した模式図。
【符号の説明】
【０１０２】
100    反応容器
101    放電電極
106    原料ガス導入管（原料ガス導入手段）
107    円筒状基体
108    回転軸（円筒状基体を保持する手段）
109    高周波電源
111    非成膜ガス導入管（非成膜ガス導入手段）
【図１】
2007119840.tif 000016
【図２】
2007119840.tif 000017
【図３】
2007119840.tif 000018
【図４】
2007119840.tif 000019