JP5036582B2 - 堆積膜形成方法および装置 - Google Patents

Description

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堆積膜形成技術に関するものである。

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。

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。

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）。

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。

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。

特開昭６０−１８６８４９号公報 特開平３−２１９０８１号公報 特開平８−２２５９４７号公報 国際公開WO／２００６／１２６６９０号パンフレット

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。

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。

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。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。

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。また、膜質の低下は、電子写真感光体を画像形成装置に組み込んで使用したときに黒点などの画像欠陥を発生させる原因となる。

本発明は、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にし、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の画像欠陥の発生を抑制して画像特性を向上させることを課題としている。

本発明の第１の側面においては、同一円周上の周方向に交互に等間隔で配置された複数の第１導体および複数の第２導体のそれぞれに堆積膜形成対象物を支持させた状態で、前記堆積膜形成対象物を反応室に収容する第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、前記第１導体と前記第２導体との間に、前記第１導体が前記第２導体よりも高電位となる状態と、前記第２導体が前記第１導体よりも高電位となる状態とを交互に繰り返すようにパルス状の直流電圧を印加する第３ステップと、を含むことを特徴とする、堆積膜形成方法が提供される。
また、同一円周上の周方向に等間隔で配置された複数の第１導体、および該複数の第１導体に囲まれて同一円周上の周方向に等間隔で同心円状に配置された複数の第２導体のそれぞれに堆積膜形成対象物を支持させた状態で、前記堆積膜形成対象物を反応室に収容する第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、前記第１導体と前記第２導体との間に、前記第１導体が前記第２導体よりも高電位となる状態と、前記第２導体が前記第１導体よりも高電位となる状態とを交互に繰り返すようにパルス状の直流電圧を印加する第３ステップと、を含むことを特徴とする、堆積膜形成方法が提供される。

好ましくは、前記第３ステップにおいて、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きに前記第２導体が接地電位または基準電位とされる一方で、前記第２導体に対してパルス状の直流電圧を供給するときに前記第１導体が接地電位または基準電位とされる。

好ましくはさらに、前記第３ステップにおいて、前記第１導体および前記第２導体の間に負のパルス状の直流電圧が印加される。

前記第１ステップは、たとえば前記第１導体および前記第２導体のそれぞれに、前記堆積膜形成対象物としての１または複数の円筒形状の導電性基体を支持させた状態で前記堆積膜形成対象物を前記反応室に収容させることにより行なわれる。

前記第１ステップにおいては、前記第１導体および前記第２導体のそれぞれに、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してもよい。

前記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。

好ましくは、前記第１導体の数と前記第２導体の数とが同じである。

本発明の第２の側面においては、複数の堆積膜形成対象物を収容するための反応室と、前記反応室において同一円周上の周方向に交互に等間隔で配置され、かつ前記複数の堆積膜形成対象物を支持するための複数の第１導体および複数の第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、前記第１導体が前記第２導体よりも高電位となる状態と、前記第２導体が前記第１導体よりも高電位となる状態とを交互に繰り返すようにパルス状の直流電圧を印加するための電圧印加手段と、を備えていることを特徴とする、堆積膜形成装置が提供される。
また、複数の堆積膜形成対象物を収容するための反応室と、前記反応室において同一円周上の周方向に等間隔で配置され、かつ前記複数の堆積膜形成対象物を支持するための複数の第１導体、および該複数の第１導体に囲まれて同一円周上の周方向に等間隔で同心円状に配置され、かつ前記複数の堆積膜形成対象物を支持するための複数の第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、前記第１導体が前記第２導体よりも高電位となる状態と、前記第２導体が前記第１導体よりも高電位となる状態とを交互に繰り返すようにパルス状の直流電圧を印加するための電圧印加手段と、を備えていることを特徴とする、堆積膜形成装置が提供される。

好ましくは、前記電圧印加手段は、前記第１導体に対してパルス状の直流電圧を供給するときに前記第２導体を接地電位または基準電位とする一方で、前記第２導体に対してパルス状の直流電圧を供給するときに前記第１導体を接地電位または基準電位とするように構成される。

好ましくはさらに、前記電圧印加手段は、前記第１導体および前記第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。

前記第１導体および前記第２導体のそれぞれは、たとえば前記堆積膜形成対象物としての１または複数の円筒形状の導電性基体を支持させることができるように構成されている。

前記第１導体および前記第２導体のそれぞれは、前記複数の円筒形状の導電性基体を該導電性基体の軸方向に並べて支持することができるように構成されている。

前記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。

好ましくは、前記第１導体の数と前記第２導体の数とが同じである。

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を、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も提供できるようになる。

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ないし第３の実施の形態として、図面を参照しつつ説明する。

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。

図１に示した電子写真感光体１は、本発明に係る堆積膜形成装置および方法により堆積膜が形成された例であり、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。

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ＳｎＯ_２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。円筒状基体１０を形成するための材料としては、例示した材料のうち、Ａｌ系材料を用いるのが最も好ましく、とくに円筒状基体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るとともに、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。

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いる。このような電荷注入阻止層１１の厚みは、たとえば２μｍ以上１０μｍ以下とされる。

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、Ａｓ_２Ｓｅ₃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。このような光導電層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、たとえば５μｍ以上１００μｍ以下、好適には１０μｍ以上８０μｍ以下とされる。

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１０^１１Ω・ｃｍ以上）を有している。

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ないし図４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。

プラズマＣＶＤ装置２は、第１および第２支持体２０Ａ，２０Ｂを真空反応室３に収容したものであり、電圧印加手段４、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。

第１および第２支持体２０Ａ，２０Ｂは、円筒状基体１０を支持するためのものであるとともに、それぞれが第１導体および第２導体として機能するものである。これらの第１および第２支持体２０Ａ，２０Ｂは、フランジ部２１Ａ，２１Ｂ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。第１および第２支持体２０Ａ，２０Ｂ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２２Ａ，２２Ｂに対して着脱自在とされている。そのため、第１および第２支持体２０Ａ，２０Ｂでは、支持させた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３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。

導電性支柱２２Ａ，２２Ｂ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、後述するプレート３２に対して絶縁材２３Ａ，２３Ｂを介して固定されている。この導電性支柱２２Ａ，２２Ｂには、導板２４Ａ，２４Ｂを介して電圧印加手段４が接続されている。絶縁材２３Ａ，２３Ｂは、導板２４Ａ，２４Ｂを介して電圧印加手段４から印加される直流電圧と、その他の導体を絶縁する役割を果している。

導電性支柱２２Ａ，２２Ｂの内部には、セラミックパイプ２５Ａ，２５Ｂを介してヒータ２６Ａ，２６Ｂが収容されている。セラミックパイプ２５Ａ，２５Ｂ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２６Ａ，２６Ｂは、円筒状基体１０を加熱するためのものである。ヒータ２６Ａ，２６Ｂ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。

ここで、第１および第２支持体２０Ａ，２０Ｂの温度は、たとえば第１および第２支持体２０Ａ，２０Ｂあるいは導電性支柱２２Ａ，２２Ｂに取り付けられた熱電対（図示略）によりモニタされている。そのため、円筒状基体１０の温度は、熱電対におけるモニタ結果の基づいてヒータ２６Ａ，２６Ｂをオン・オフさせることにより、目的とする温度範囲、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。

真空反応室３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、ガス吹き出し部３０および一対のプレート３１，３２により規定されている。

ガス吹き出し部３０は、第１および第２支持体２０Ａ，２０Ｂの周囲を囲む円筒状に形成される。このガス吹き出し部３０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、一対のプレート３１，３２に接合されている。

ガス吹き出し部３０は、第１および第２支持体２０Ａ，２０Ｂに支持させた円筒状基体１０とガス吹き出し部３０との間の最短距離が１０ｍｍ以上２００ｍｍ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とガス吹き出し部３０との最短距離が１０ｍｍよりも小さい場合は真空反応室３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ないからであり、、逆に、円筒状基体１０とガス吹き出し部３０との最短距離が２００ｍｍ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。

ガス吹き出し部３０には、ガス導入口３５および複数のガス吹き出し孔３６が設けられている。

ガス導入口３５は、真空反応室３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。

複数のガス吹き出し孔３６は、ガス吹き出し部３０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、図の上下方向および周方向に等間隔で配置されている。複数のガス吹き出し孔３６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３６の孔径、形状および配置については、適宜変更可能である。

プレート３１は、真空反応室３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ためのものであり、プレート３１を開閉することによって真空反応室３に対する第１および第２支持体２０Ａ，２０Ｂの出し入れが可能とされている。プレート３１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３７が取着されている。これにより、プレート３１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３７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３７はプレート３１に対して着脱自在とされている。そのため、防着板３７は、プレート３１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。

プレート３２は、真空反応室３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３２の上面側には、絶縁部材３４が設けられている。この絶縁部材３４は、第１および第２支持体２０Ａ，２０Ｂとプレート３２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３４のための材料としては、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特に限定はない。絶縁部材３４のための材料としては、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。ただし、絶縁部材３４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３４をテフロン（登録商標）のような熱膨張率３×１０^−５／Ｋ以上１０×１０^５／Ｋ以下の材料により形成する場合には、絶縁部材３４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３４の厚みを設定した場合には、絶縁部材３４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３４を繰り返し使用することが可能となる。

プレート３２および絶縁部材３４には、ガス排出口３２Ａ，３４Ａが設けられている。ガス排気口３２Ａ，３４Ａは、真空反応室３の内部の気体を排出するためのものであり、図外の排気手段に接続されている。この排気手段は、真空反応室３のガスをガス排出口３２Ａ，３４Ａを介して外部に排出するためのものであり、真空反応室３に設けられた圧力計（図示略）でのモニタリング結果に基づいて真空反応室３を真空に維持できる。真空反応室３の圧力は、たとえば１．０Ｐａ以上１００Ｐａ以下とされる。

電圧印加手段４は、第１支持体２０Ａと第２支持体２０Ｂとの間に、第１支持体２０Ａが第２支持体２０Ｂよりも高電位となる状態と、第２支持体２０Ｂが第１支持体２０Ａよりも高電位となる状態とを交互に繰り返すようにパルス状の直流電圧を印加するためのものである。より具体的には、電圧印加手段４は、第１支持体２０Ａに対してパルス状の直流電圧を供給するときに第２支持体２０Ｂを接地電位とする一方で、第２支持体２０Ｂに対してパルス状の直流電圧を供給するときに第１支持体２０Ａを接地電位とするように構成されている。この電圧印加手段４は、直流電源４０、切り替えスイッチ４１，４２および端子４３，４４，４５，４６を備えている。

直流電源４０は、導電板２４Ａ，２４Ｂおよび導電性支柱２２Ａ，２２Ｂを介して、第１および第２支持体２０Ａ，２０Ｂに対して直流電圧を印加するためのものである。

切り替えスイッチ４１，４２は、第１および第２支持体２０Ａ，２０Ｂのうちの一方について直流電源４０からの電圧供給が可能な状態を選択するとともに、もう一方の支持体２０Ａ，２０Ｂを接地した状態を選択するためのものである。切り替えスイッチ４１は端子４３および端子４４のいずれかに接続されるものであり、切り替えスイッチ４２は端子４５および端子４６のいすれかに接続されるものである。

端子４３〜４６は、切り替えスイッチ４１，４２に選択的に接続されるものであり、配線を介して導電板２４Ａ，２４Ｂに接続されている。

なお、電圧印加手段４は、第１支持体２０Ａおよび第２支持体２０Ｂのうちの一方に対してパルス状の直流電圧を供給するときに他方の支持体２０Ａ，２０Ｂを必ずしも接地するように構成する必要はなく、直流電源４０とは別の基準電源を備えた構成であってもよい。この場合、基準電源における基準電圧は、第１および第２支持体２０Ａ，２０Ｂ（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、たとえば−１５００Ｖ以上１５００Ｖ以下とされ、第１および第２支持体２０Ａ，２０Ｂ（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、たとえば−１５００Ｖ以上１５００Ｖ以下とされる。

図４に示したように、回転手段５は、第１および第２支持体２０Ａ，２０Ｂ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により円筒状基体２０支持させた第１および第２支持体２０Ａ，２０Ｂを回転させた場合には、第１および第２支持体２０Ａ，２０Ｂとともに円筒状基体１０が回転させられる。そのめ、円筒状基体１０の外周に対しては、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。

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。

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。

回転導入端子５２は、真空反応室３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、回転軸を二重構造もしくは三重構造として構成することにより、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。

絶縁軸部材５３および絶縁平板５４は、第１および第２支持体２０Ａ，２０Ｂとプレート３１との間の絶縁状態を維持しつつ、回転モータ５０からの回転力を第１および第２支持体２０Ａ，２０Ｂに入力するためのものである。このような絶縁軸部材５３は、たとえば絶縁部材３４などと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Ｄ１は、成膜時において、第１および第２支持体２０Ａ，２０Ｂの外径（後述する上ダミー基体２９の内径）Ｄ２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Ｄ１は、第１および第２支持体２０Ａ，２０Ｂの外径（後述する上ダミー基体２９の内径）Ｄ２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Ｄ１と第１および第２支持体２０Ａ，２０Ｂの外径（後述する上ダミー基体２９の内径）Ｄ２との差は、０．６ｍｍ以上５．５ｍｍ以下に設定される。

絶縁平板５４は、プレート３１を着脱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や堆積膜へ付着するのを防止するためのものである。この絶縁平板５４は、上ダミー基体２９の内径Ｄ２より大きな外径Ｄ３を有する円板状に形成されている。絶縁平板５４の直径Ｄ３は、円筒状基体１０の直径Ｄ２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Ｄ２が３０ｍｍのものを用いる場合には、絶縁平板５４の直径Ｄ３は５０ｍｍ程度とされる。

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。

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を介してガス吹き出し部３０に接続されている。各原料ガスタンク６０〜６３は、たとえばＢ_２Ｈ_６、Ｈ_２（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３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。

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。

まず、円筒状基体１０に堆積膜（ａ−Ｓｉ膜）を形成するにあたっては、プラズマＣＶＤ装置２のプレート３１を取り外した上で、複数の円筒状基体１０（図面上は２つ）を支持させた第１および第２支持体２０Ａ，２０Ｂを、真空反応室３の内部にセットし、再びプレート３１を取り付ける。

第１および第２支持体２０Ａ，２０Ｂに対する２つの円筒状基体１０の支持に当たっては、第１および第２支持体２０Ａ，２０Ｂの主要部を外套するように、フランジ部２１Ａ，２１Ｂ上に、下ダミー基体２７、円筒状基体１０、中間ダミー基体２８、円筒状基体１０、および上ダミー基体２９が順次積み上げられる。

各ダミー基体２７〜２９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。

ここで、下ダミー基体２７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２８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成膜不良の発生を抑制するためのものである。この中間ダミー基体２８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およ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２９は、第１および第２支持体２０Ａ，２０Ｂ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２９は、一部が第１および第２支持体２０Ａ，２０Ｂの上方に突出した状態とされる。

次いで、真空反応室３の密閉状態とし、回転手段５により第１および第２支持体２０Ａ，２０Ｂ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（図示略）により真空反応室３を減圧する。

円筒状基体１０の加熱は、たとえばヒータ２６Ａ，２６Ｂに対して外部から電力を供給してヒータ２６Ａ，２６Ｂを発熱させることにより行なわれる。このようなヒータ２６Ａ，２６Ｂ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２６Ａ，２６Ｂをオン・オフすることにより略一定に維持される。

一方、真空反応室３の減圧は、排気手段（図示略）によってガス排出口３２Ａ，３４Ａを介して真空反応室３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３の減圧の程度は、たとえば１０Ｐａ程度とされる。このような真空状態は、真空反応室３の圧力を圧力計（図示略）によってモニタリングした結果に基づいて、排気手段の動作を制御することにより維持することができる。

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３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３に原料ガスを供給するとともに、第１支持体２０Ａと第２支持体２０Ｂとの間にパルス状の直流電圧を印加する。これにより、第１支持体２０Ａと第２支持体２０Ｂ（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。

一方、排気手段（図示略）においては、真空反応室３の圧力計（図示略）をモニタリングしつつ、真空反応室３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３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と排気手段によって安定したガス圧に維持される。真空反応室３におけるガス圧は、たとえば１．０Ｐａ以上１００Ｐａ以下とされる。

真空反応室３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３５を介してガス吹き出し部３０の内部に導入することにより行なわれる。ガス吹き出し部３０の内部に導入された原料ガスは、複数のガス吹き出し孔３６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。

第１支持体２０Ａと第２支持体２０Ｂとの間へのパルス状の直流電圧を印加は、電圧印加手段４により行なわれる。

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電界が反転することから、イオンの基板への衝突は少なくなる。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。

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。

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、イオンの拡散速度よりも速く極性が連続的に反転することを避けるような電力を印加することが必要であるが、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。

ここで、パルス状の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、第１支持体２０Ａと第２支持体２０Ｂとの間の電位差は、たとえば絶対値において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、好ましくは絶対値において５００Ｖ以上３０００Ｖ以下の範囲内とされる。

より具体的には、電圧印加手段４に接地されている場合には、切り替えスイッチ４１，４２を切り替えて、切り替えスイッチ４１，４２に接続される端子４３〜４６を適宜選択することにより、第１支持体２０Ａ（導電性支柱２２Ａ）および第２支持体２０Ｂ（導電性支柱２２Ｂ）の一方に対して−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）。このとき、第１支持体２０Ａ（導電性支柱２２Ａ）および第２支持体２０Ｂ（導電性支柱２２Ｂ）のうち、直流電源４０から直流電圧が印加されていない支持体２０Ａ，２０Ｂは接地電位とされる。

一方、電圧印加手段４に基準電源が設けられている場合には、第１支持体２０Ａ（導電性支柱２２Ａ）および第２支持体２０Ｂ（導電性支柱２２Ｂ）の一方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、第１および第２支持体２０Ａ，２０Ｂ（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、第１および第２支持体２０Ａ，２０Ｂ（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。

電圧印加手段４はさらに、第１支持体２０Ａと第２支持体２０Ｂとの間に、第１支持体２０Ａが第２支持体２０Ｂよりも高電位となる状態と、第２支持体２０Ｂが第１支持体２０Ａよりも高電位となる状態とを交互に繰り返すようにパルス状の直流電圧を印加する。したがって、第１および第２支持体２０Ａの印加される電位は、パルス状の直流電圧が一定の周期毎に繰り返されたものとなるとともに、第１支持体２０Ａと第２支持体２０Ｂとの間では、位相が１８０°ずれたものとなる。

ここで、第１および第２支持体２０Ａ，２０Ｂの印加されるパルス状の直流電圧の周波数（１／Ｔ（ｓｅｃ））は、たとえば３００ｋＨｚ以下に設定される（図５および図６参照）。

このような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。

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３に供給されるのは上述の通りである。

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、ＳｉＨ_４（シランガス）などのＳｉ含有ガス、Ｂ_２Ｈ_６などのドーパント含有ガス、および水素（Ｈ_２）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。

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（Ｈ_２）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。

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。

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）を含んでいてもよい。光導電層１２にμｃ−Ｓｉを含ませた場合には、暗導電率・明導電率を高めることができるので、光導電層１２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。

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、ＳｉＨ_４（シランガス）などのＳｉ含有ガスおよびＣＨ_４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−Ｓｉ_１−ｘＣ_ｘ：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。

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２μｍ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。

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、Ｃ_２Ｈ_２（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。

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。

円筒状基体１０に対する膜形成が終了した場合には、第１および第２支持体２０Ａ，２０Ｂ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３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、Ｏ_２、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。

本発明によれば、イオンスパッタリング効果を利用して成膜を行なうため、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備えた電子写真感光体１を効率良く提供できるようになる。したがって、本発明により製造された電子写真感光体１を用いて画像形成を行なった場合には、黒点の発生などの画像欠陥の発生を抑制して画像特性を向上させることができる。

本発明ではさらに、第１および第２支持体２０Ａ，２０Ｂに対して、第１支持体２０Ａが第２支持体２０Ｂよりも高電位となる状態と、第２支持体２０Ｂが第１支持体２０Ａよりも高電位となる状態とを交互に繰り返すようにパルス状の直流電圧が印加される。そのため、より効率良くかつ凹凸の少ない堆積膜を形成することが可能となる。すなわち、第１支持体２０Ａと第２支持体２０Ｂとの間にパルス状の直流電圧を印加するようにすれば、電圧印加時のプラズマ放電によって生じるカチオンは、第１支持体２０Ａと第２支持体２０Ｂとの間、ひいてはこれらの支持体２０Ａ，２０Ｂに支持された円筒状基体１０の間において加速される。そして、第１支持体２０Ａと第２支持体２０Ｂとの間に対するパルス状の直流電圧の印加を第１支持体２０Ａと第２支持体２０Ｂとの間で交互に行うようにすれば、これらの支持体２０Ａ，２０Ｂの間で電界を反転させつつカチオンを加速させることができる。その結果、第１支持体２０Ａと第２支持体２０Ｂとの間の領域に有効にカチオンを存在させることができるため、円筒状基体１０に対して加速されたカチオンを効率良く衝突させることができる。その結果、本発明では、極めて凹凸の少ない表面をもった堆積膜を得ることができるとともに、成膜速度を向上させることができる。

また、第１支持体２０Ａと第２支持体２０Ｂとの間に放電により生じたカチオンを有効に存在させることができれば、ガス吹き出し部３０と支持体との間で放電を起こさせる場合に比べて、放電により生じたカチオンを第１および第２支持体２０Ａ，２０Ｂに効率良く付着させることができるとともにガス吹き出し部３０と支持体との距離を大きく確保することが可能となる。その結果、ガス吹き出し部３０などにカチオンが付着し、不要な膜が形成されてしまうことを抑制することができる。これにより、装置２におけるガス吹き出し部３０などの構成要素の洗浄が容易となり、１本の電子写真感光体１の作成に必要な時間を短縮し、生産性を向上させることが可能となる。

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。なお、図８（ａ）および図８（ｂ）における「＋」あるいは「−」は、第１および第２支持体２０Ａ′，２０Ｂ′が他方の支持体に対して相対的に「高電位」あるいは「低電位」であることを意味しており、必ずしも極性を示すものではない。

図７に示した堆積間形成装置２′は、複数の第１支持体２０A′および複数の第２支持体２０B′を備えたものであり、それぞれ同数ずつ（図面上は３個ずつ）設けられている。複数の第１および第２支持体２０A′，２０B′は、同一円周上において交互に配置されている。第１および第２支持体２０A′，２０B′は、電圧印加手段（図示略）によって第１支持体２０A′と第２支持体２０B′との間に交互にパルス状の直流電圧（図５および図６参照）を印加することが可能とされている。すなわち、図８（ａ）に示したように第１支持体２０Ａ′が第２支持体２０Ｂよりも高電位とされる状態と、図８（ｂ）に示したように第２支持体２０Ｂ′が第１支持体２０Ａ′よりも高電位とされる状態とが交互に達成される。その結果、第１支持体２０Ａ′と第２支持体２０Ｂ′との間には、図５または図６に示したように一定の周期毎にパルス状の直流電圧が繰り返し印加されるとともに、第１支持体２０Ａ′と第２支持体２０Ｂ′との間では、連続するパルス波形の位相が１８０°ずれたものとなる。

ここで、パルス状の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、第１支持体２０Ａ′と第２支持体２０Ｂ′との間の電位差は、たとえば絶対値において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、好ましくは絶対値において５００Ｖ以上３０００Ｖ以下の範囲内とされる。また、第１および第２支持体２０Ａ′，２０Ｂ′の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（図５および図６参照）。

このような堆積膜形成装置２′においては、複数の第１および第２支持体２０A′，２０B′が同一円周上において交互に配置されているとともに、第１支持体２０Ａ′が第２支持体２０Ｂ′よりも高電位となる状態と、第２支持体２０Ｂ′が第１支持体２０Ａ′よりも高電位となる状態とを交互に繰り返すようにパルス状の直流電圧が印加される。そのため、第１支持体２０Ａ′（あるいは第２支持体２０Ｂ′）は、隣接する２つの第２支持体２０Ｂ′（第１支持体２０Ａ′）との間でグロー放電を生じるとともに、それらの支持体２０Ａ′，２０Ｂ′の間においてグロー放電により生じたカチオンが移動する。その結果、堆積膜形成装置２′においても、極めて凹凸の少ない表面をもった堆積膜を効率良く得ることができるとともに、成膜レートの向上や洗浄の容易さにともなう生産性の向上を図ることができる。

次に、本発明の第３の実施の形態について、図９および図１０を参照しつつ説明する。なお、図１０（ａ）および図１０（ｂ）における「＋」および「−」は、第１および第２支持体２０Ａ″，２０Ｂ″が他方の支持体に対して「高電位」および「低電位」であることを意味しており、必ずしも極性を示すものではない。

図９に示した堆積間形成装置２″は、複数の第１支持体２０Ａ″および複数の第２支持体２０B″を備えたものであり、それぞれ同数ずつ（図面上は１２個ずつ）設けられている。複数の第１支持体２０Ａ″は同心円上に配置され、複数の第２支持体２０B″も同心円上に配置されている。複数の第１支持体２０Ａ″の配置中心と複数の第２支持体２０Ｂ″の配置中心とは一致または略一致させられており、複数の第１支持体２０Ａ″は、複数の第２支持体２０Ｂ″を囲むように配置されている。複数の第１および第２支持体２０Ａ″，２０Ｂ″は、周方向において千鳥状に並んで配置されている。

第１および第２支持体２０A″，２０B″は、電圧印加手段（図示略）によって第１支持体２０A″と第２支持体２０B″との間に交互にパルス状の直流電圧（図５および図６参照）が印加することが可能とされている。すなわち、図１０（ａ）に示したように第１支持体２０Ａ″が第２支持体２０Ｂ″よりも高電位とされる状態と、図１０（ｂ）に示したように第２支持体２０Ｂ″が第１支持体２０Ａ″よりも高電位とされる状態とが交互に達成される。その結果、第１支持体２０Ａ″と第２支持体２０Ｂ″との間には、図５または図６に示したように一定の周期毎にパルス状の直流電圧が繰り返し印加されるとともに、第１支持体２０Ａ″と第２支持体２０Ｂ″との間では、連続するパルス波形の位相が１８０°ずれたものとなる。

ここで、パルス状の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、第１支持体２０Ａ″と第２支持体２０Ｂ″との間の電位差は、たとえば絶対値において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、好ましくは絶対値において５００Ｖ以上３０００Ｖ以下の範囲内とされる。また、第１および第２支持体２０Ａ″，２０Ｂ″の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（図５および図６参照）。

このような堆積膜形成装置２″においては、複数の第１および第２支持体２０A″，２０B″は複数の第１支持体２０Ａ″が複数の第２支持体２０Ｂ″を囲むようにして周方向において千鳥状に配置されている。一方、第１支持体２０Ａ″と第２支持体２０Ｂ″との間には、第１支持体２０Ａ″が第２支持体２０Ｂ″よりも高電位とされる状態と、第２支持体２０Ｂ″が第１支持体２０Ａ″よりも高電位とされる状態とが交互に繰り返されるようにパルス状の直流電圧が印加される。そのため、第１支持体２０Ａ″（あるいは第２支持体２０Ｂ″）は、隣接する２つの第２支持体２０Ｂ″（第１支持体２０Ａ″）との間でグロー放電を生じるとともに、それらの支持体２０Ａ″，２０Ｂ″の間においてグロー放電により生じたカチオンが移動する。その結果、堆積膜形成装置２″においても、極めて凹凸の少ない表面をもった堆積膜を効率良く得ることができるとともに、成膜レートの向上や洗浄の容易さにともなう生産性の向上を図ることができる。

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。 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２に示した堆積膜形成装置を示す横断面図である。 図２に示した堆積膜形成装置の要部拡大図である。 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。 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横断面図である。 図７に示した堆積膜形成装置において、第１および第２支持体の間にパルス状の直流電圧を交互に印加したときの第１および第２支持体における電位の変化を示す模式図である。 本発明の第３の実施の形態に係る堆積膜形成装置を示す横断面図である。 図９に示した堆積膜形成装置において、第１および第２支持体の間にパルス状の直流電圧を交互に印加したときの第１および第２支持体における電位の変化を示す模式図である。

符号の説明

１ 電子写真感光体
１０ 円筒状基体（堆積膜形成対象物）
２，２′，２″プラズマＣＶＤ装置（堆積膜形成装置）
２０Ａ，２０Ａ′，２０Ａ″ 第１支持体（第１導体）
２０Ｂ，２０Ｂ′，２０Ｂ″ 第２支持体（第２導体）
３ 真空反応室（反応室）
４ 電圧印加手段
６ 原料ガス供給手段

Claims (18)

1. 同一円周上の周方向に交互に等間隔で配置された複数の第１導体および複数の第２導体のそれぞれに堆積膜形成対象物を支持させた状態で、前記堆積膜形成対象物を反応室に収容する第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、
   前記第１導体と前記第２導体との間に、前記第１導体が前記第２導体よりも高電位となる状態と、前記第２導体が前記第１導体よりも高電位となる状態とを交互に繰り返すようにパルス状の直流電圧を印加する第３ステップと、
   を含むことを特徴とする、堆積膜形成方法。
2. 同一円周上の周方向に等間隔で配置された複数の第１導体、および該複数の第１導体に囲まれて同一円周上の周方向に等間隔で同心円状に配置された複数の第２導体のそれぞれに堆積膜形成対象物を支持させた状態で、前記堆積膜形成対象物を反応室に収容する第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、
   前記第１導体と前記第２導体との間に、前記第１導体が前記第２導体よりも高電位となる状態と、前記第２導体が前記第１導体よりも高電位となる状態とを交互に繰り返すようにパルス状の直流電圧を印加する第３ステップと、
   を含むことを特徴とする、堆積膜形成方法。
3. 前記第１導体の数と前記第２導体の数とが同じである、請求項２に記載の堆積膜形成方法。
4. 前記複数の第１導体と前記複数の第２導体とは、周方向において千鳥状に配置されている、請求項２または３に記載の堆積膜形成方法。
5. 前記第３ステップにおいて、前記第１導体に対してパルス状の直流電圧を供給するときに前記第２導体を接地電位または基準電位とする一方で、前記第２導体に対してパルス状の直流電圧を供給するときに前記第１導体を接地電位または基準電位とする、請求項１ないし４のいずれかに記載の堆積膜形成方法。
6. 前記第３ステップにおいて、前記第１導体および前記第２導体の間に負のパルス状の直流電圧を印加する、請求項１ないし５のいずれかに記載の堆積膜形成方法。
7. 前記第１ステップにおいて、前記第１導体および前記第２導体のそれぞれに、前記堆積膜形成対象物としての１または複数の円筒形状の導電性基体を支持させた状態で前記反応室に前記堆積膜形成対象物を収容する、請求項１ないし６のいずれかに記載の堆積膜形成方法。
8. 前記第１ステップにおいて、前記第１導体および前記第２導体のそれぞれに、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する、請求項７に記載の堆積膜形成方法。
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１ないし８のいずれかに記載の堆積膜形成方法。
10. 複数の堆積膜形成対象物を収容するための反応室と、
    前記反応室において同一円周上の周方向に交互に等間隔で配置され、かつ前記複数の堆積膜形成対象物を支持するための複数の第１導体および複数の第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、前記第１導体が前記第２導体よりも高電位となる状態と、前記第２導体が前記第１導体よりも高電位となる状態とを交互に繰り返すようにパルス状の直流電圧を印加するための電圧印加手段と、
    を備えていることを特徴とする、堆積膜形成装置。
11. 複数の堆積膜形成対象物を収容するための反応室と、
    前記反応室において同一円周上の周方向に等間隔で配置され、かつ前記複数の堆積膜形成対象物を支持するための複数の第１導体、および該複数の第１導体に囲まれて同一円周上の周方向に等間隔で同心円状に配置され、かつ前記複数の堆積膜形成対象物を支持するための複数の第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、前記第１導体が前記第２導体よりも高電位となる状態と、前記第２導体が前記第１導体よりも高電位となる状態とを交互に繰り返すようにパルス状の直流電圧を印加するための電圧印加手段と、
    を備えていることを特徴とする、堆積膜形成装置。
12. 前記第１導体の数と前記第２導体の数とが同じであることを特徴とする請求項１１に記載の堆積膜形成装置。
13. 前記複数の第１導体と前記複数の第２導体は、周方向において千鳥状に配置されている、請求項１１または１２に記載の堆積膜形成装置。
14. 前記電圧印加手段は、前記第１導体に対してパルス状の直流電圧を供給するときに前記第２導体を接地電位または基準電位とする一方で、前記第２導体に対してパルス状の直流電圧を供給するときに前記第１導体を接地電位または基準電位とするように構成されている、請求項１０ないし１３のいずれかに記載の堆積膜形成装置。
15. 前記電圧印加手段は、前記第１導体および前記第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１０ないし１４のいずれかに記載の堆積膜形成装置。
16. 前記第１導体および前記第２導体のそれぞれは、前記堆積膜形成対象物としての１または複数の円筒形状の導電性基体を支持させることができるように構成されている、請求項１０ないし１５のいずれかに記載の堆積膜形成装置。
17. 前記第１導体および前記第２導体のそれぞれは、前記複数の円筒形状の導電性基体を該導電性基体の軸方向に並べて配置できるように構成されている、請求項１６に記載の堆積膜形成装置。
18. 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１０ないし１７のいずれかに記載の堆積膜形成装置。

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