(57)【要約】【課題】ガス分布の均一性を上げて軸方向の電位ムラを改善し、濃度ムラのない高品位な画像が得られる電子写真感光体の製造装置を提供する。【解決手段】  内部が減圧可能でかつ内部に円筒状基体を設置可能でかつ前記円筒状基体を取り囲む側壁が電極となる反応容器と、前記側壁と前記円筒状基体との間の反応空間に原料ガスを導入する原料ガス導入手段と、前記原料ガスを励起させて、前記反応空間にグロー放電を発生させる電力印加手段と、前記反応空間を排気する排気手段と、を有する電子写真感光体の製造装置において、  前記原料ガス導入手段が複数のガス吐出孔を有し、前記ガス吐出孔が前記反応空間側に向かって開口し、前記ガス吐出孔から吐出されるガス流の吐出方向の中心線が、前記円筒状基体と交わらない。。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
内部が減圧可能でかつ内部に円筒状基体を設置可能でかつ前記円筒状基体を取り囲む側壁が電極となる反応容器と、
前記側壁と前記円筒状基体との間の反応空間に原料ガスを導入する原料ガス導入手段と、
前記原料ガスを励起させて、前記反応空間にグロー放電を発生させる電力印加手段と、
前記反応空間を排気する排気手段と、
を有する電子写真感光体の製造装置において、
前記原料ガス導入手段が複数のガス吐出孔を有し、前記ガス吐出孔が前記反応空間側に向かって開口し、
前記ガス吐出孔から吐出されるガス流の吐出方向の中心線が、前記円筒状基体と交わらないことを特徴とする電子写真感光体の製造装置。
【請求項２】
複数の前記ガス流の吐出方向の中心線が、前記反応空間内で交わらないことを特徴とする請求項１に記載の電子写真感光体の製造装置。
【請求項３】
第１の原料ガス導入手段に隣接する２つの原料ガス導入手段のうち、一方を第２の原料ガス導入手段とし、他方を第３の原料ガス導入手段としたときに、
前記第１の原料ガス導入手段に形成されているガス吐出孔を含み、かつ前記第１の原料ガス導入手段の軸方向に垂直な平面には、前記第２の原料ガス導入手段に形成されているガス吐出孔も、前記第３の原料ガス導入手段に形成されているガス吐出孔も含まれないことを特徴とする請求項１又は２に記載の電子写真感光体の製造装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は電子写真感光体の製造装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、アモルファスシリコン（以下、「ａ−Ｓｉ」とも称す）系の電子写真感光体は、円筒状の基体の表面に、光導電層や表面層の如き堆積膜を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、ＲＦ帯の高周波を用いたグロー放電により原料ガスを分解させ、その分解生成物を、基体に被着させる方法（ＲＦプラズマＣＶＤ法）が広く採用されている。
しかしながら、近年、電子写真装置は、従来にも増して高画質化が追求されるようになってきており、これに応えるために堆積膜の膜厚、膜質の均一性の改善や特性の向上が強く要求されている。
【０００３】
従来のＲＦプラズマＣＶＤ法では、比較的周波数が高いので、プラズマＣＶＤ装置のインピーダンスの影響を受けやすく、伝搬ムラのためにプラズマが不均一になったりする場合があった。また、プラズマ中の荷電粒子（イオンや電子）が他の荷電粒子や中性活性種や原料ガスと二次反応を起こし、粉体状の物質となることがあった。この粉体状の物質が堆積膜の中に取り込まれて突起状の異常成長が起こる場合があった。
【０００４】
これらの課題のうち、プラズマの均一性の向上に関しては、定在波やプラズマＣＶＤ装置のインピーダンスの影響が小さくなる低周波数でのグロー放電が検討されている。特許文献１には、３００ｋＨｚ以下の周波数で正および負のいずれか一方のみの極性の矩形波の電圧を用いる技術が開示されている。特許文献１によれば、３００ｋＨｚ以下の低周波数とすることで、堆積膜の均一性が向上するとされている。
【０００５】
また、プラズマの均一性の向上、二次反応の抑制による堆積膜の特性の向上に関しては、ガスの流れを工夫することが検討されている。特許文献２には、円筒状基体の中心方向を０度とした時、ガスの吹き出し方向を９０度±２０度とすることで、円筒状基体の上にダストを付着させないようにする技術が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】国際公開第２００６／１３４７８１号
【特許文献２】特開２００６−１０４５３４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
このような技術により堆積膜の均一性の向上、特性の向上は達成されつつある。しかしながら、画質に対する市場の要求は更に高まってきている。特に軽印刷などのプリントオンデマンド（以下、ＰＯＤと略す）市場やピクトリアル分野においてはその要求は著しい。この分野では特性の面内均一性や画像欠陥に対する要求が厳しく、まだ改善の余地が残されていることが分かった。
【０００８】
例えば特許文献１に挙げたような３００ｋＨｚ以下の周波数領域では、確かに特許文献１にあるようにアークの如き異常放電を防止しながら、成膜速度の向上と膜質の改善が出来るとされる。しかし、ガス供給の仕方によっては、微小な特性ムラや膜欠陥発生が起こる場合があることが分かった。このような微妙な特性ムラでも、例えば上記ＰＯＤ市場やピクトリアル分野では、厳しいハーフトーンムラの許容基準により要求画像品質を満たせない場合がある。また、膜欠陥（異常成長）は画像上の点の如き画像欠陥を引き起こす場合があり、これも基準を満たせない場合があることが分かった。
【０００９】
また、例えば特許文献２に挙げたように、ガスの流れを工夫する場合、確かにガス流は円筒状基体に直接吹き付けられず、濃度の濃淡が発生しにくく又ダストを吹きつけにくい。しかし、セラミックのガス管を使いガスを下部から導入する場合、管内外の圧力差や吐出穴径によっては、吹き出し量が軸方向に分布を持ってしまうことがあった。上述したような厳しい基準においては、膜厚や膜質のムラが微小であったとしても、基準を越えてしまう場合があった。
【００１０】
これを回避する方法としては、例えば２重管による供給や壁面からのガス放出が考えられる。２重管の場合、確かにガス分布の軸方向均一化はしやすいが、セラミック管が太くなって電極を遮蔽する面積が増えるため、電力のロスが大きくなって堆積速度や膜質に影響が出る場合があった。また、２重管では設置断面積が大きくなり、電極間距離を狭めようとしても、ある程度以上は狭められないという状況が発生した。一方、壁面からのガス放出の場合には、同様にガス分布の軸方向均一化はしやすい。また、２重管にあった電力のロスや電極間距離の限界の課題は発生しない。
しかし、ガスを吐出させる際には、円筒状基体の方向にガスが吐出する構成となる。このとき、電極間距離や吐出圧によっては円筒状基体の表面でのガスの濃度にムラが出来、微小な膜厚や膜質のムラが発生することがあった。また、ダストが円筒状基体に吹きつけられることで微小な膜欠陥が発生することがあり、まれに画像上に許容基準以上の画像欠陥が形成されることがあった。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
本発明の電子写真感光体の製造装置は、内部が減圧可能でかつ内部に円筒状基体を設置可能でかつ前記円筒状基体を取り囲む側壁が電極となる反応容器と、
前記側壁と前記円筒状基体との間の反応空間に原料ガスを導入する原料ガス導入手段と、
前記原料ガスを励起させて、前記反応空間にグロー放電を発生させる電力印加手段と、
前記反応空間を排気する排気手段と、
を有する電子写真感光体の製造装置において、
前記原料ガス導入手段が複数のガス吐出孔を有し、前記ガス吐出孔が前記反応空間側に向かって開口し、
前記ガス吐出孔から吐出されるガス流の吐出方向の中心線が、前記円筒状基体と交わらないことを特徴とする。
【発明の効果】
【００１２】
以上説明したように、本発明によれば、側壁から吐出するガス流の吐出方向の中心線を円筒状基体にぶつからないようにすることで、ガスの高密度部分が円筒状基体の表面に発生しにくい。このことにより、ガスの濃度ムラによる膜厚、膜質ムラが生じにくい。また、反応空間中にダストがあったとしても円筒状基体に直接吹き付けられない。その結果、特性ムラの改善、膜欠陥の抑制が高いレベルで可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】本発明の電子写真感光体の製造装置の一例を示す模式図であり、（ａ）が縦断面図であり、（ｂ）が横断面図である。
【図２】図１の製造装置の原料ガス導入部材（ガスブロック）を説明する模式図である。（ａ）が全体図、（ｂ）がｘｙ断面の拡大図、（ｃ）がガス吐出孔の拡大図、（ｄ）がガスブロックのｘ方向側面透視図、（ｅ）が（ｄ）の拡大図、（ｆ）がｙ方向側面透視図、（ｇ）が（ｆ）の拡大図、である。
【図３】ガスブロックからのガスの吐出方向について説明する模式図である。
【図４】ガスブロックのガス吐出孔の配置について、それぞれのガスブロック間でのｚ方向の位置関係を説明する模式図である。（ａ）、（ｂ）及び（ｃ）が各ガスブロックのガス吐出孔を含む平面を表した図であり、（ｄ）がそれらの平面のｚ方向の位置関係を示す側面図である。
【図５】ガスブロックのガス吐出孔の仰俯角を説明する模式図である。（ａ）が全体図、（ｂ）が仰俯角ゼロの場合、（ｃ）が隣接する２つのガス吐出孔の仰俯角を同一方向に設定した場合、（ｄ）が隣接する２つのガス吐出孔の仰俯角を互い違いに設定した場合である。
【図６】本発明の電子写真感光体の製造装置の他の例を示す模式図であり、（ａ）が縦断面図、（ｂ）がガス吐出孔の拡大図であり、（ｃ）が横断面図、（ｄ）がガス吐出孔の拡大図である。
【図７】本発明の製造装置を用いて作製されるａ−Ｓｉ感光体の層構成を説明する模式図である。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
図１に示す電子写真感光体の製造装置は、円筒状基体１０２、キャップ１０４、基体ホルダー１０３からなる中心電極１１７に、電源１０７から電力導入端子１０６を介して電力を給電する。そして、原料ガスを励起し、アースである反応容器１０１との間にグロー放電を生起させて処理を行う。反応容器１０１の内部は減圧可能である。円筒状基体１０２は反応容器１０１の内部に設置可能である。電力導入端子１０６と電源１０７は電力印加手段を構成する。
中心電極１１７は絶縁体からなるサセプタ１０５に支持されており、アースから絶縁されている。このサセプタ１０５は、回転軸１１１を介しモーター１１４によって回転可能となっている。
【００１５】
成膜に用いるガスを反応容器１０１の内部に均一に導入するため、原料ガス導入手段としてガスブロック１１０が用いられる。原料ガス導入手段は円筒状基体１０２の側壁の一部を構成しても良い。ガスの流れを軸方向に対して均一化するために、複数のガス排気口１０９を介して反応容器の横から不図示の真空ポンプを用いて排気を行う。このような構成とすることにより、ガスの軸方向の分布がなくなり、ガスのフローが横方向（円筒状基体１０２の周方向）にスムーズに流れる。このガスフローの均一化により、軸方向のガス分布を殆どなくすことが出来る。
一方、周方向に関してはガスの分布は均一ではないが、前述した回転機構を用いることにより堆積膜は周方向で均一化することが可能である。このことから、軸方向も周方向も膜の均一化がこれまで以上に高いレベルで実現可能である。
【００１６】
図２〜５を用いて、ガスブロック１１０を更に詳しく説明する。
図２（ａ）はガスブロック１１０の全体像を示したもので、反応空間（成膜空間）側に複数の吐出孔２０３が形成されており、また、反対側はガス集合管にコネクタ２０１を介して接続されている。図２（ｂ）には、図２（ａ）の吐出孔２０３を通るｘｙ断面を示した。ガスブロック１１０の内部には、コネクタ２０１から内部のガスバッファ空間２０２にガスが供給されてｚ方向に分配された後、複数配された吐出孔２０３から反応空間にガスが供給される。図２（ｂ）においては吐出孔２０３は２方向を向いて配置されているが、１方向でも、３方向以上でも構わない。
図２（ｃ）には、ガスの流路の説明として、ガスバッファ空間２０２から延びたガス吐出通路２０５、その中心軸２０６、ガス吐出通路２０５の反応空間側の出口である吐出孔２０３との関係を示した。ここで、流路であるガス吐出通路２０５の太さと長さのアスペクト比から考えて、ガスの吐出方向２０４は、ほぼこのガス吐出通路２０５の中心軸２０６の方向と等しいと考えられる。本発明ではガスの吐出方向２０４をガス吐出通路２０５の中心軸２０６の方向と同じであると定義する。
【００１７】
図２（ｄ）にガスブロックのｘ方向から見た側面透視図を、（ｅ）にはその拡大図を、（ｆ）にはｙ方向から見た側面透視図を、（ｇ）にはその拡大図を、それぞれ示した。ガスブロック１１０の中心部には前述したようにガスバッファ空間２０２があって、これはガスブロック１１０の上端近傍から下端近傍までｚ方向にガスブロック内を貫いて内部で大きな空間を形成している。ここに間隔ｄをあけて充分細いガス吐出通路２０５がガスブロック内に斜めに形成され、その出口として反応空間側にはガス吐出孔２０３が開口されている。
前述したように、このガス吐出孔２０３は１方向、又は２方向以上のいずれでも構わない。また、この例ではｚ方向には等間隔ｄをあけて配されているが、間隔が等間隔でなくてもよい。
【００１８】
図３を用いて、ガス吐出孔２０３のｘｙ平面内での角度について説明する。
ガスブロック１１０から見て、円筒状基体１０２の中心方向を０度とした時、円筒状基体１０２の接線までの角度をαとする。ガスの吐出方向２０４の角度をβとした時、下記数式（１）が成り立つような角度にβを設定することが必要である。
α＜β＜１８０（度）                    （１）
言い換えると、ガス流の吐出方向の中心線が、円筒状基体と交わらないようにすることで、本発明の効果が得られることが分かった。
一方、下記数式（２）のような範囲にガスを吐出してしまうと、ガスが円筒状基体１０２に直接吹き付けられる状況になってしまう。
β＜α                                  （２）
【００１９】
このようにすると、未分解ガスの濃度や分解されたガスの濃度に部分的な差が生じる現象が発生しやすくなると考えられる。即ち、原料ガスが円筒状基体表面の特定の箇所において、分解状態や濃度の「ゆらぎ」を起こしやすくなると考えられる。これら分解状態や濃度のゆらぎは恐らく非常に軽微ではあると思われるが、昨今の電子写真感光体に対する要求レベルの高まりにより、微妙な膜厚ムラ、膜質ムラを引き起こす「ゆらぎ」が無視できない問題となってきた。
このことから、ガス流の吐出方向の中心線が、円筒状基体と交わらない、即ち式（１）を満たす範囲にガスの吐出方向２０４を設定することが、微小な膜厚ムラ、膜質ムラを防ぐために必須である。
【００２０】
第１の原料ガス導入手段に隣接する２つの原料ガス導入手段のうち、一方を第２の原料ガス導入手段とし、他方を第３の原料ガス導入手段としたとき、これら原料ガス導入手段に形成されるガス吐出孔は以下の関係を満たすことが好ましい。
つまり、第１の原料ガス導入手段に形成されているガス吐出孔を含み、かつ第１の原料ガス導入手段の軸方向に垂直な平面に、第２の原料ガス導入手段に形成されているガス吐出孔も第３の原料ガス導入手段に形成されているガス吐出孔も含まれないことが好ましい。
図４を用いて、隣接する原料ガス導入手段（ガスブロック）に形成されるガス吐出孔の好ましい位置関係を説明する。
【００２１】
図４は、複数のガスブロック同士のガスの吐出方向２０４についての関係性を説明した模式図である。図４（ａ）において、一番右端のガスブロック１１０ａの点線で示した断面が存在する平面を平面ａとする。この平面ａはこの高さにおいて、ガス吐出孔２０３ａを含む水平面である。同様に、図４（ｂ）の真ん中のガスブロック１１０ｂのほぼ同じ高さにおけるガス吐出孔２０３ｂを含む平面を平面ｂ、図４（ｃ）において一番左のガスブロック１１０ｃのほぼ同じ高さにおけるガス吐出孔２０３ｃを含む平面を平面ｃとする。
この平面ａ〜ｃは、仮に同一平面（ｚ方向に同じ高さの位置）であったとすると、ガスの吐出方向２０４は他のガスブロックから吐出されたガスの吐出方向と交わってしまう場合がある。ガス同士が反応空間内でぶつかるように配置すると、ガスの流れに乱れが生じてしまう場合がある。この乱れは前述した円筒状基体１０２の表面でのガスの乱れ（ゆらぎ）に比べれば影響は小さいが、出来ればなくすことがより好ましい。この理由については以下のように考えている。このようなガスの流れの乱れは、反応空間でダストを生成しやすくなると考えられる。
これらのダストも非常に小さなものであるが、これを核として成長した異常成長部位が画像上に画像欠陥として顕在化することがある。この画像欠陥も非常に軽微であるためこれまでは問題にならないレベルであったが、電子写真への要求の高度化によって無視できないものとなる場合があった。このため、ガス吐出方向２０４の高さ（ｚ方向における位置）には差をつけることが望ましい。図４（ｄ）では、前述した平面ａ〜ｃのｚ方向に対する配置の一例を示している。
図４（ｄ）に示すように、平面ａ〜ｃが同一平面にならないようにすることで、ガスの吐出方向２０４が交わらないようにすることが出来、ガス同士が反応空間内でぶつかることがなくなるため、より好ましい。図４では簡単のため隣接する３つのガスブロックについてのみ説明しているが、３つの関係に限定されるものではない。反応容器内で各ガスブロックのｚ方向の孔位置調整を行い、ガスの吐出方向２０４、即ちガス流の吐出方向の中心線が、反応空間内で交わらないようにすればよい。
【００２２】
また、例えば円筒状基体１０２の反対側にあるガスブロック同士などでは、直接ガスの吐出方向２０４は交わらないから、同一平面に吐出孔があっても良い。具体的には、１８０度離れた位置にあるガスブロックの吐出孔同士が、例えば図４における平面ａ上に同時に存在してもガス流は交わらない。このような同一平面（例えば図４の平面ａ，ｂ，ｃ）上に吐出孔が存在する１８０度離れたガスブロックのペアを、複数組み合わせるようにすればよい。このようにすることで、反応容器内にガスをまんべんなく供給しながら、ガス流同士がぶつかってガス流の乱れが発生するのを効果的に防止することが出来る。
【００２３】
また、このような他のガスブロックとのガスの吐出方向２０４が交わらないようにする方法としては、図５に挙げたようにガス吐出孔２０３のｚ方向の仰俯角を調整する方法も用いることが出来る。図５（ａ）は一つのガスブロックの全体を示す模式図である。この図中に示すようにｘｙｚ方向を定義する。このとき、図５（ｂ）〜（ｄ）はそれぞれｘ方向から見た側面透視図、ｙ方向から見た側面透視図を示している。図５（ｂ）が仰俯角ゼロを示している。
仮に図５（ｂ）に示したように仰俯角ゼロでかつ隣接するガスブロックのガス吐出孔２０３のｚ方向の位置が同じだと、隣接するガスブロック間でガスの吐出方向２０４が交差する。このような場合、例えば図５（ｃ）に示したようにガス吐出孔２０３をｚ方向に若干傾けて形成する。このとき隣り合うガスブロックでは逆方向に傾けてやればよい。このようにすることで、ガス同士がぶつかり合うことを防止することが出来る。ガスは吐出圧が大きいときには比較的直線的に進みやすい性質があるため、ほんの少し傾けてやるだけでガスの乱れを大きく減少させることが可能である。
また、図５（ｄ）に示したように一つのガスブロックに形成されるｚ方向の位置が同じ二つのガス吐出孔２０３の吐出方向２０４を互い違いに傾けてやれば、ガスブロックの設計を一通りにすることが出来るためより好ましい。このような構成にすれば、仮に隣り合うガスブロックの吐出孔が同一平面上にあったとしても、ガス流の乱れが生じにくい。このような平面を複数配置することで図４を用いて説明した場合と同様に反応容器内にガスをまんべんなく供給しながら、ガス流同士がぶつかってガス流の乱れが発生するのを効果的に防止することが出来る。
【００２４】
図６は、ガスブロックを用いない方法でガスの吐出方向を変化させる装置の一例を示した模式図である。
図６の装置は図１の装置と略同様であるが、ガスブロックを用いる代わりに、複数の孔をあけた電極板６０１とガスバッファ管６０２、及びガスバッファ管６０２から複数配されたガス吐出管６０３を持つ構造となっている。図６に挙げた例では、ガスバッファ管６０２へのガスの導入は、反応容器１０１の下部にある環状の集合管６０４から分配され、反応容器１０１の底板を通して行われる。このことから、反応容器１０１の側壁面にガスブロックが入る長方形の大きなフランジを設ける必要がなく、装置の簡便化が可能となる。
また、反応容器１０１の大きさを変えることなく、電極板６０１の径を変えるだけで円筒状基体１０２と電極板６０１の距離、即ち電極間距離を可変することが可能である。電極板６０１は排気口部分の構造がやや複雑にはなるものの、反応容器１０１よりは簡便な構造であるため、電極間距離を変えたり、円筒状基体１０２の径を変えても電極間距離を変えたくない場合にはより低コストで実現できる。
【００２５】
ガスバッファ管６０２は、例えば内径２５ｍｍΦのＳＵＳ管とすることが出来る。ここに、例えば内径０．５ｍｍΦ、長さ１５ｍｍのガス吐出管を複数本、斜めに溶接する。このような構造により、ガスは下から導入するものの、アスペクト比（内径と長さの比）からｚ方向へのガスのムラは殆ど見られないことが分かっている。
この複数設けられたガス吐出管に対応した位置に、前述した電極板６０１に孔をあけておけばよい。この孔はガス吐出管の径よりも充分大きくし、途中でガスの流れを遮らないようにしておけばよく、例えばガス吐出管の内径が０．５ｍｍであれば、孔径を２ｍｍ〜５ｍｍ程度にしておけばよい。このようにすることで、ほぼ放電を閉じ込めながら、ガスの吐出方向はガス吐出管６０３によってコントロールすることが可能となる。
【００２６】
この電極板６０１は、アース電位にすることで放電を閉じ込めることが目的であるから、例えばパンチングボードのように全面に無数の孔が開いた板でもよく、更にはメッシュ（網）であってもよい。また、電極間距離が設計通りきちんと保たれる程度の強度が得られれば、板厚は薄くてもよい。
また、ガス吐出管６０３の設置角度、ｚ方向の設置位置、仰俯角のいずれについても、前述したガスブロックと同様の考え方で任意に設定することが出来る。
【００２７】
図７は、本発明に係る製造装置を用いて製造される電子写真感光体の層構成を説明するための模式的構成図である。、導電性の円筒状基体７０１の上に下部注入阻止層７０２、光導電層７０３、表面層７０４が順に積層される。光導電層７０３は水素を含むａ−Ｓｉからなる。
図７に示した各層の形成は、プラズマＣＶＤ法によって、所望特性が得られるように成膜パラメーターの数値条件が適宜設定されて作製される。
【００２８】
（円筒状基体）
円筒状基体７０１の材質としては、加工性や製造コストを考慮するとアルミニウムが優れている。この場合、Ａｌ−Ｍｇ系合金（ＪＩＳ５０００系）、Ａｌ−Ｍｇ−Ｓｉ系合金（ＪＩＳ６０００系）、Ａｌ−Ｍｎ系合金（ＪＩＳ３０００系）のいずれかを用いることが好ましいが、特にＪＩＳ５０００系、６０００系合金がより好適である。
次に、電子写真感光体の表面を平滑、清浄面とする目的で、また中心からの外周面精度を得る目的で、円筒状基体の外周面を切削加工する。その後、切削油や切削屑を取り除くために洗浄を行う。
【００２９】
（下部注入阻止層）
円筒状基体７０１と光導電層７０３との間にシリンダー側からの電荷の注入を阻止する働きを有する下部注入阻止層７０２を設けることが効果的である。下部注入阻止層７０２には伝導性を制御する原子を含有させる。
伝導性を制御するために下部注入阻止層７０２に含有させる原子としては、帯電極性に応じて第１３族原子又は第１５族原子を用いることができる。
【００３０】
更に、下部注入阻止層７０２に、炭素原子、窒素原子および酸素原子のうち少なくとも１種の原子を含有させることにより、下部注入阻止層７０２と円筒状基体７０１との間の密着性の向上を図ることが可能となる。
下部注入阻止層７０２の膜厚は、所望の電子写真特性が得られること及び経済的効果等の点から、好ましくは０．１〜１０．０μｍ、より好ましくは０．３〜５．０μｍ、さらに好ましくは０．５〜３．０μｍとされる。膜厚を０．１μｍ以上とすることにより、円筒状基体７０１からの電荷の注入阻止能を十分に有することができ、好ましい帯電能を得ることができる。一方、１０．０μｍ以下とすることにより、作製時間の延長による製造コストの増加を防ぐことができる。
【００３１】
（光導電層）
光導電層７０３は水素を含むａ−Ｓｉからなり、適宜伝導性をコントロールする為の不純物原子として第１３族原子、第１５族原子を添加しても良い。また、抵抗値の如き特性を調整する為に、酸素、炭素、窒素の如き原子を適宜添加しても良い。
水素原子（Ｈ）の含有量の合計は、ケイ素原子と水素原子の和に対して１０原子％以上、特に１５原子％以上であることが好ましく、また、３０原子％以下、特に２５原子％以下であることが好ましい。また、水素原子と同様の効果を得る目的で、フッ素の如きハロゲン原子を水素原子に加えて用いることも出来る。
光導電層７０３の膜厚は、所望の電子写真特性が得られること、経済的効果等の点から所望にしたがって適宜決定される。よって、１５μｍ以上、特に２０μｍ以上とすることが好ましく、また、６０μｍ以下、特に５０μｍ以下、さらには４０μｍ以下とすることが好ましい。１５μｍ以上とすることで所望の帯電能が得られやすい。また、製造コストの点から６０μｍ以下とすることがより好ましい。
【００３２】
（表面層）
表面層７０４は、連続繰り返し使用耐性、耐湿性、使用環境耐性、電気特性に関して良好な特性を得るために設けられている。
表面層７０４の材質は、例えばケイ素原子と炭素原子を母体する非単結晶材料が好適に使用できる。また、窒素原子、酸素原子を適宜含んでもよく、ａ−ＳｉＣＯＮ系の材料としても構わない。
また、表面層７０４の中に水素原子が含有されることが好ましい。水素原子はケイ素原子の未結合手を補償し、層品質の向上、特に電荷保持特性を向上させる。
ここではａ−ＳｉＣ系の材料を一例として挙げたが、これに限定されるものではなく、所望の特性が得られれば他の材料を用いても構わない。
表面層の層厚としては、通常０．０１〜３μｍ、好適には０．０５〜２μｍ、最適には０．１〜１μｍとされるのが望ましいものである。層厚が０．０１μｍ以上であれば電子写真感光体の使用中に磨耗により表面層が失われることがほとんど無く、３μｍ以下であれば残留電位の増加の如き電子写真特性の低下が発生することがほとんど無い。
【００３３】
＜本発明の電子写真感光体を製造するための製造装置及び製造方法＞
以下、図１の装置を用いた電子写真感光体の形成方法の手順の一例について説明する。反応容器１０１の中に円筒状基体１０２を含む中心電極１１７を設置し、電力導入端子１０６を介して電源１０７に中心電極１１７を接続したのち、不図示の排気装置（例えば真空ポンプ）により反応容器１０１の中を排気する。
【００３４】
次に、ガスブロック１１０により堆積膜形成に用いるガスを反応容器１０１の中に供給する。原料ガスは不図示のガスボンベから不図示のマスフローコントローラを介して流量設定され、ガスブロック１１０の中に導入される。ガスを流入しながら、不図示の排気速度調整手段により排気速度を操作し、反応容器１０１の中の圧力が所望の圧力になるように調整する。ここで言う排気速度の調整とは具体的には、例えばメカニカルブースターポンプの回転数を操作することやバルブの開度を操作することが挙げられる。
【００３５】
反応容器１０１の中の圧力が安定したところで、電源１０７を所望の周波数、所望の電力に設定する。例えば、周波数１００ｋＨｚの矩形波の電力を中心電極１１７に供給しグロー放電を生起させる。この放電エネルギーによって反応容器１０１の中に導入させた原料ガスが分解され、円筒状基体１０２の上に所望のアモルファスシリコンを主成分とする光導電層が積層される。
所望の膜厚の形成がおこなわれた後、電力の供給とガスの供給を止め、光導電層の積層を終える。
【００３６】
続いて表面層７０４を積層する場合や光導電層と円筒状基体１０２の間に下部注入阻止層７０２を積層する場合も基本的には上記と同様の操作を行う。
このような方法で円筒状基体１０２の上に各層を成膜した後、反応容器１０１の中にＮ２ガスの如き不活性ガスを流入させ、反応容器１０１の中を大気圧まで戻し、電子写真感光体を反応容器１０１から取り出す。
また、上記の例では１００ｋＨｚの矩形波の例を挙げているが、好適に使用できる電力としてはこれに限るものではない。例えば１３．５６ＭＨｚに代表されるＲＦ帯の高周波電力を用いても本発明のガス分布均一化の効果は十分に得ることが可能である。
【実施例】
【００３７】
以下実施例により本発明を更に詳細に説明するが、本発明はこれらによって何ら限定されるものではない。
【００３８】
＜実施例１＞
外径８４．０ｍｍΦ、長さ３８１．０ｍｍ、肉厚３．０ｍｍの切削加工したアルミニウム製の円筒状基体１０２を、キャップ１０４、基体ホルダー１０３と組み合わせ、図１に示したような電子写真感光体の製造装置に設置した。
円筒状基体に矩形波を出力する電源を接続し、対向する反応容器１０１をアースに接続した。円筒状基体１０２と反応容器１０１は同心円状に配置され、電極間距離は６０ｍｍとした。この電極間距離において、更に厳密にはガスブロック内のガスバッファ空間と放電空間までの距離を加えて算出すると、図３に示す円筒状基体１０２の接線方向を見込む角度αは約２３．８度であった。
【００３９】
使用するガスブロック１１０にはガス吐出孔２０３をｘｙ平面内に２方向（仰俯角は０度）、対称に配置した。ガス吐出孔の孔径は、ガス分布の影響をより顕著に観察するため、直径０．３ｍｍと小さくし、ガス吐出圧を意図的に高くした。図３に示す吐出孔２０３の角度βを３０度とし、ｚ方向のガス吐出孔の間隔は２０ｍｍピッチとした。同様のガス吐出孔配置のガスブロックを７つ作製した。この他に、角度βを４０度にした７つのガスブロックからなるガスブロックのセットと、角度βを５０度にした７つのガスブロックからなるガスブロックのセットも作製した。
【００４０】
まずβ＝３０度である７個のガスブロック１１０を反応容器１０１にセッティング後、反応容器１０１の内部を真空排気し、次にＡｒガスを導入しながら基体ホルダー１０３の内部の不図示のヒーターにて所定の温度まで加熱した。次に、原料ガスを導入し、中心電極１１７にマイナスの矩形波の電圧を給電して放電を開始した。周波数１００ｋＨｚ、デューティー比（一周期に対するオン時間）を５０％とした。膜堆積条件は表１に示した値とし、順次積層を行って電子写真感光体を完成させた。
次に、同様にβ＝４０度である７個のガスブロックを用いて電子写真感光体を作製した。またβ＝５０度である７個のガスブロックに関しても同様とした。
得られた電子写真感光体について、以下のような評価を行った。
【００４１】
（ハーフトーン電位軸ムラの測定）
それぞれの電子写真感光体を、電子写真装置（キヤノン製ｉＲＣ６８８０Ｎ）に設置し、ロータリー現像器の位置に電位計（Ｔｒｅｋ社製電位計３４４）のプローブを感光体軸方向に可動な状態で設置する改造を行い電子写真感光体の軸方向の電位分布を測定した。前露光（波長６６０ｎｍのＬＥＤ）の光量を４μＪ／ｃｍ２、主帯電器に流す電流を１０００μＡとした。
【００４２】
まず、像露光のレーザーをオフとし、電子写真感光体の軸方向中央における電位データの平均値が５００Ｖになるように、主帯電器のグリッドに印加する電圧を調整した。次に、全面にレーザー露光を照射し、軸方向０ｍｍ位置において平均電位が３００Ｖになるようにレーザー露光量を調整した。次に、電子写真感光体の軸方向中央から−１５０ｍｍ〜＋１５０ｍｍの領域において、軸方向に２ｍｍ刻みで１５１点の測定点で周方向平均の電位を求めた。
それぞれの軸方向位置における平均電位をＶｂとした時、平均電位３００Ｖからの差分ΔＶ＝｜Ｖｂ−３００｜／３００（単位：％）の１５１点中の最大値を評価対象とし、以下のように区分した。
【００４３】
Ａ…ΔＶが５Ｖより小さい
Ｂ…ΔＶが５Ｖ以上、１０Ｖより小さい
Ｃ…ΔＶが１０Ｖ以上、１５Ｖより小さい
Ｄ…ΔＶが１５Ｖ以上
この評価においては、ランクＢ以上で本発明の効果が得られていると判断した。
得られた結果を比較例１の結果と合わせて表２に示した。
【００４４】
＜比較例１＞
実施例１と同様にして、表１の条件で電子写真感光体を作製した。電源は実施例１と同様に１００ｋＨｚ、デューティー比５０％の矩形波を出力する電源、マイナスの矩形波の電圧を中心電極１１７に印加する構成とした。
このとき、図１の装置において、吐出孔の角度βを０度（円筒状基体方向に１方向のみ）とした７つのガスブロック１１０、１０度とした７つのガスブロック１１０、２０度とした７つのガスブロック１１０をそれぞれ用いて電子写真感光体を作製した。
得られたそれぞれの電子写真感光体について、実施例１と同様の評価を行った。
【００４５】
得られた結果を実施例１の結果と合わせて表２に示した。
実施例１、比較例１で使用したガスブロックはガスの分布をより強調するために吐出孔を小さくしたにも関わらず、実施例１（３０度、４０度、５０度）ではハーフトーン電位ムラも殆ど観測されなかった。
一方、比較例１の３種類に関しては、ハーフトーン電位ムラは、ガス穴ピッチの濃度ムラにおける電位差を拾ったと思われるが、最大振幅で１５Ｖより小さいレベルではあるものの、電位としてムラが検出された。
以上の結果から、ガス吐出孔の角度βが、円筒状基体の接線方向を見込む角度αよりも大きい、即ちガス流の吐出方向の中心線を円筒状基体と交わらないようにすることで、感光体上にガス穴ピッチで生じるムラを効果的に防止することが出来ることが分かった。このことにより、ピクトリアル分野やＰＯＤ分野での要求に応え得る、ムラのない高品質な感光体を作製できることが分かった。
【００４６】
【表１】
2013254083.tif 000003
【００４７】
【表２】
2013254083.tif 000004
【００４８】
＜実施例２＞
実施例１と同様にして、電子写真感光体を作製した。電源は８０ｋＨｚ、デューティー比５０％の矩形波を出力する電源、マイナスの矩形波の電圧を中心電極１１７に印加する構成とした。
図１の装置において、内径を変更した反応容器１０１を４個用意し、電極間距離を５０ｍｍ、４０ｍｍ、３０ｍｍ、２０ｍｍと変化させた。このとき、ガスブロック１１０から円筒状基体１０２の接線を見込む角度αは、それぞれ２６．５度、３０．０度、３４．６度、４１．０度であった。
【００４９】
また、電極間距離が５０〜３０ｍｍの場合には、吐出孔の角度βが４０度であるガスブロック１１０を使用し、電極間距離が２０ｍｍの場合には、吐出孔の角度βが５０度であるガスブロック１１０を使用した。いずれのガスブロックも吐出孔の孔径は０．３ｍｍとした。以上の条件以外は実施例１と同様にして表１の堆積条件にて電子写真感光体を作製した。
得られたそれぞれの電子写真感光体について、実施例１と同様の評価を行った。
【００５０】
＜比較例２＞
実施例２と同様にして、表１の条件で電子写真感光体を作製した。
図１の装置において、反応容器１０１の内径を変更し、電極間距離を２０ｍｍとした。このとき、ガスブロック１１０から円筒状基体１０２の接線を見込む角度αは、４１．０度であり、ガスブロック１１０の吐出孔の角度βを４０度とした。
得られた電子写真感光体について、実施例１と同様の評価を行った。
得られた結果を実施例２の結果と合わせて表３に示した。
【００５１】
反応容器の内径を変化させて電極間距離を狭めた場合、ガスブロック１１０から円筒状基体の接線を見込む角度は大きくなる。このため、ガスブロックからガスを吐出させる角度も大きくした方が好ましく、例えば電極間距離を２０ｍｍとした場合であっても、ガス吐出孔の角度βが５０度であれば、ムラがほとんどなく高品質な感光体が得られることが分かった。
【００５２】
一方、電極間距離を２０ｍｍとし、ガス吐出孔の角度βが４０度であった場合、円筒状基体の接線を見込む角度αの方が吐出孔の角度βよりも大きくなり、ガスが円筒状基体の方向に向いて吹かれることになってしまう。この場合には、吐出圧が高いことも影響して若干ながらムラが発生することが分かった。
以上の結果から、電極間距離を狭くして、ガスブロックから円筒状基体の接線を見込む角度αが大きくなった場合であっても、その見込み角度αよりも大きな角度にガス吐出孔を形成すれば、ムラが効果的に抑制できることが分かった。
【００５３】
【表３】
2013254083.tif 000005
【００５４】
＜実施例３＞
実施例１と同様にして、電子写真感光体を作製した。電源は６０ｋＨｚ、デューティー比８０％の矩形波を出力する電源、マイナスの矩形波の電圧を中心電極１１７に印加する構成とした。
図１の装置において、電極間距離を６０ｍｍ、ガスブロック１１０の吐出孔の角度βを３５度、吐出孔の孔径は０．３ｍｍとした。
また、ガスブロック１１０は、７つのガスブロックのｚ方向の孔位置を同じにしたものと、隣接するガスブロックのｚ方向の孔位置を２ｍｍずつずらして配置したもの、２種類のパターンを用意した。同一のガスブロックにおけるｚ方向の孔のピッチは２０ｍｍとした。
【００５５】
以上の条件以外は実施例１と同様にして表１の堆積条件にて電子写真感光体を作製した。
ガス吐出孔の配置パターンが異なる２種類のガスブロックのそれぞれを用いた製造装置における歩留まり率を計測するため、ガスブロック以外は構成が同一である製造装置にて電子写真感光体を８本ずつ作製した。
得られた電子写真感光体について、実施例１と同様の評価を行った。
加えて、本実施例では膜堆積中に形成される恐れのある異常成長を評価した。
【００５６】
（異常成長の評価）
それぞれの電子写真感光体を、電子写真装置（キヤノン製ｉＲＣ６８８０Ｎ）に設置し、Ａ３サイズ用紙全面白画像（Ａｄｏｂｅ社製画像加工ソフトＰｈｏｔｏｓｈｏｐにて白で塗りつぶしたもの）をプリンタモード、６００ｄｐｉにて出力させた。以降、この画像を「ベタ白画像」と称する。
このベタ白画像を出力した場合でも、現像器は感光体表面に当接される。このとき、感光体表面の電位は露光がないために高電圧（暗電位）となっている。暗電位は現像バイアス電位より充分高く、本来であればトナーが付着しないためベタ白画像が形成される。しかし、感光体表面に異常成長部があると、その部分の電位が局所的に落ちることがあり、その場合トナーが付着（現像）する。このことから、異常成長部があると画像欠陥（未露光部へ点状に現像されたもの）が形成される場合がある。これを出力画像全面にわたって測定する。
【００５７】
具体的には、Ａ３サイズ用紙上の画像を５ｃｍ四方のメッシュに区切り、２０倍の拡大鏡でくまなく観察する。１００μｍ超の画像欠陥の数をカウントし、出力画像全体の全てのメッシュで同様の作業を行う。これらは現像や転写のゆらぎで大きさが変わる可能性があるため、３枚の出力画像で同様の観察を行い、３枚の平均値を採用した。
２種類のガスブロックのそれぞれを用いた製造装置で作製した８本、計１６本の電子写真感光体に関して、この１００μｍ超の画像欠陥の有無について、評価を行って比較した。
【００５８】
以上の結果を表４に示した。
表４に示したとおり、いずれのタイプの装置においても、ハーフトーン電位ムラは非常に良好な結果であった。
異常成長に伴う画像欠陥に関しては、ガス吐出孔をｚ方向にずらさないタイプでは、１００μｍ超の画像欠陥が電子写真感光体１本に対して１個出現したものが２本見つかった。残りの６本に関しては１００μｍ超の画像欠陥は見つからなかった。
【００５９】
一方、隣接するガスブロックのガス吐出孔の位置をｚ方向に２ｍｍずつずらしたガスブロックを用いたタイプの製造装置では、作製した８本の感光体で出力したベタ白画像のいずれにも、１００μｍ超の画像欠陥は発見されなかった。
以上の結果から、ガスの吐出孔のｚ方向の位置を微小量ずらすことでガス流が放電空間で衝突することがなくなり、ガス流が不安定になることがなく、異常成長に伴う画像欠陥が更に少なくなることが分かった。
【００６０】
【表４】
2013254083.tif 000006
【００６１】
＜実施例４＞
用いる製造装置を図６に示したようなタイプとした以外は、実施例１と同様にして、電子写真感光体を作製した。電源は５０ｋＨｚ、デューティー比５０％の矩形波を出力する電源、マイナスの矩形波の電圧を中心電極１１７に印加する構成とした。
図６の装置において、電極間距離を６０ｍｍ、ガス吐出管６０３の角度（図３に示した角度βに相当）を４０度、ガス吐出管６０３の内径は０．３ｍｍとした。また、ｚ方向のガス吐出管６０３の設置ピッチは２０ｍｍとした。
【００６２】
以上の条件以外は実施例１と同様にして表１の堆積条件にて電子写真感光体を作製した。
結果を表５に示した。電位ムラは非常に良好であった。この結果から、図６のような電極板、ガスバッファ管、ガス吐出管とを組み合わせた構成を用いても、ガスの吐出方向が円筒状基体と交わらないようにすれば、本発明の効果が得られることが分かった。
【００６３】
【表５】
2013254083.tif 000007
【符号の説明】
【００６４】
１０１  反応容器
１０２  円筒状基体
１０３  基体ホルダー
１０４  キャップ
１０５  サセプタ
１０６  電力導入端子
１０７  電源
１０９  排気口
１１０  原料ガス導入手段
１１１  軸
１１４  モーター
【図１】
2013254083.tif 000008
【図２】
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【図３】
2013254083.tif 000010
【図４】
2013254083.tif 000011
【図５】
2013254083.tif 000012
【図６】
2013254083.tif 000013
【図７】
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