JPH11181571A - 堆積膜形成方法および装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 従来よりも小径な電子写真用感光体を作製す
る際、膜のひび割れの少ない、帯電能、残留電位、メモ
リー電位、感度、温度特性が良好な電子写真用感光体の
製造を可能にする堆積膜形成方法および装置の提供。 【解決手段】 円筒状基体上にシリコンを含む堆積膜を
形成するプラズマＣＶＤ法による同軸型堆積膜形成方法
および装置の、グロー放電面に面する円筒状基体の表面
積Ｓ1、カソード電極の表面積Ｓ2、カソード電極に印加
する電力Ｐ、シリコンを含む堆積膜の光導電層成膜時の
円筒状基体表面温度変化の絶対値△Ｔs、堆積室に導入
するＳiＨ₄ガス流量ｆが、下記式(Ａ)および(Ｂ)を同時
に満たすことを特徴とする。３.５×１０^-3℃/cm²≦△
Ｔs/Ｓ1≦５.５×１０^-2℃/cm² (Ａ) １.６×１０W・sccm/℃≦Ｐ・ｆ/(△Ｔs・Ｓ2/Ｓ1)≦３.５
×１０⁴W・sccm/℃ (Ｂ)

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は半導体デバイスとし
ての電子写真用感光体デバイス、画像入力用ラインセン
サー、撮像デバイス、光起電力デバイスなどに有用な、
非単結晶質の機能性堆積膜を良好に形成し得るプラズマ
ＣＶＤによる堆積膜形成方法および装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】半導体などで使用されているプラズマ処
理装置には、それぞれの用途に応じてさまざまな方法が
ある。例えば堆積膜の形成では、高周波電力によるプラ
ズマＣＶＤ法を用いた電子写真用感光体としてのアモル
ファスシリコン系半導体膜があり、その特徴を生かす装
置、方法が使用されており、さらに、近年膜特性向上に
対する要望も強くなっており、さまざまな検討がなされ
ている。

【０００３】例えば、特開昭６３−１４８７５号公報に
はカソード電極の長さＬと、アノード電極からカソード
電極迄の距離ｄを、５≦Ｌ/ｄ≦４０とすることによ
り、安定で均一なプラズマ放電が得られ、膜の均一性お
よび膜質が向上する技術が開示されており、特開昭６２
−１８７２号公報には基体の外径Ｒ1と反応槽容器の内
径Ｒ2との比Ｒ1/Ｒ2を、０.２〜０.８の範囲にすること
により均一で優良な堆積膜を形成できる技術が開示され
ている。

【０００４】そして、特公昭６２−３７１１１号公報に
は、高周波電力を放電面に面している電極面積に対して
０.３W/cm²以上とし、全ガス流量を放電室の内容積との
比で０.０１min^-1以上にすることにより高感度で、高抵
抗のアモルファスシリコン膜が得られる技術が開示され
ている。

【０００５】さらに、特開平１−９６６５９号公報に
は、支持体温度を２７０℃以上に保持して窒素化非晶質
珪素を作製することにより、窒素化非晶質珪素からなる
電荷輸送層を有する機能分離型電子写真感光体を、容易
に製造する技術が開示されており、また、特開平３−２
２４２１４号公報には基板温度１００℃以下で、ガス流
量比Ｈ₂/ＳiＨ₄≧１、ＲＦパワー≦１７mW/cm²、内圧≦
０.１Torrで広いバンドギャップおよび高い光導電率の
非晶質シリコン膜を製造する技術が開示されており、さ
らに特開平８−２２７１６７号公報にはシリコン原子、
炭素原子を母体とした表面層を製造する際に、支持体温
度を表面層の成膜の進行に伴って徐々に昇温させること
により、高硬度で透明度の高い光受容部材を形成する技
術が開示されている。

【０００６】また、ＵＳＰ４,５６０,６３４には基板温
度が３００〜３５０℃、パワー密度０.５〜５W/cm²、内
圧０.０１〜１０Torrの条件で作製した暗抵抗が１０⁶oh
m・cm以上の結晶シリコンを光導電層に用いる技術が開示
されている。

【０００７】これらの技術により、電子写真用感光体の
電気的、光学的、光導電的特性および使用環境特性が向
上し、それに伴って画像品質も向上してきた。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来の
方法および装置で作製されたアモルフアスシリコン系材
料の光導電層を有する電子写真用感光体は、暗抵抗値、
光感度、光応答性等の電気的、光学的、光導電特性、お
よび使用環境特性の点、さらには経時安定性および耐久
性の点において、各々個々には特性の向上が図られては
いるが、総合的な特性向上を図る上でさらに改良される
余地が存在するのが実情である。

【０００９】特に、近年では複写機本体の高性能化が進
み、デジタル機やカラー機の普及に伴い電子写真装置の
高画質、高速化、高耐久化は急速に進んでおり、電子写
真用感光体においては電気的特性や光導電特性のさらな
る向上とともに、帯電能、感度を維持しつつあらゆる環
境下で大幅に性能を延ばすことが求められている。

【００１０】一方、近年複写機がオフィスで使用される
場合小型化による省スペース化が進んでおり、それに伴
って電子写真用感光体も小型化が要望されている。さら
には近年プリンターの需要が増加したことから、従来複
写機で使用されてきた直径８０mm程度の電子写真用感光
体よりも小径な直径４０mm程度のアモルファスシリコン
感光体の需要も増大している。

【００１１】そこで、電子写真用感光体として従来より
も小径な直径４０mm程度のアモルファスシリコン感光体
の作製を、従来の径と同じ処方で行ったところ、以下の
ような現象が発生する場合があることが判明した。

【００１２】すなわち、従来よりも小径なる電子写真感
光体を作製した場合、僅かでも製造条件がずれると堆積
膜に微少なひび割れが生じる場合があった。作製した電
子写真感光体に微少なひび割れが生じると、電子写真感
光体としては使用できなくなり、生産性を大きく低下さ
せ、コストアップの原因となる。

【００１３】さらには、従来よりも小径なるアモルファ
スシリコン感光体を従来の径のものと同じ処方で作製し
たところ、帯電能、感度および周囲温度の変化による帯
電能の変動(温度特性)やブランクメモリーおよびゴース
トといった光メモリー等の電子写真特性が、従来の径で
作製したものよりも改善の余地が大きくなる場合がある
という、さらなる高画質化への課題が生じてきた。

【００１４】したがって、本出願に関わる発明の目的
は、従来よりも小径なる電子写真用感光体を作製する際
に、堆積膜のひび割れの低減を可能にし、且つ、帯電能
および感度の向上と、温度特性および光メモリーの低減
を、高次元で両立して画像品質を飛躍的に向上させた、
シリコン原子を母体とした非単結晶材料で構成された光
受容層を有する電子写真用感光体の製造を可能にする堆
積膜形成方法および装置を提供することにある。

【００１５】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成する本発
明の堆積膜形成方法および装置は、排気手段と原料ガス
供給手段を備えた真空気密可能な堆積室内に基体加熱ヒ
ーターを固定し、該基体加熱ヒーターを内包するよう
に、放電電極を兼ねた補助基体を取りつけた直径４５mm
以下の円筒状基体を回転可能に設置し、前記円筒状基体
を外包しほぼ同軸上に設けられたカソード電極との間に
高周波電力を印加することによりグロー放電を生じさ
せ、前記円筒状基体上にシリコンを含む堆積膜を形成す
るプラズマＣＶＤ法により堆積膜を形成する方法におい
て、グロー放電面に面している前記円筒状基体の表面積
Ｓ1、前記カソード電極の表面積Ｓ2、前記カソード電極
に印加する電力Ｐ、前記シリコンを含む堆積膜の光導電
層成膜時の前記円筒状基体表面温度変化の絶対値△Ｔ
s、堆積室に導入するＳiＨ₄ガス流量ｆ、の各々を下記
の式(Ａ)および(Ｂ)、 ３.５×１０^-3℃/cm²≦△Ｔs/Ｓ1≦５.５×１０^-2℃/cm² (Ａ) １.６×１０W・sccm/℃≦Ｐ・ｆ/(△Ｔs・Ｓ2/Ｓ1)≦３.５×１０⁴W・sccm/℃ (Ｂ) を同時に満たす範囲とすることを特徴とするものであ
る。

【００１６】従来の直径１０８mm、８０mmの円筒状基体
を用いてグロー放電によりアモルファスシリコン感光体
を作製する場合には、堆積膜に微少なひび割れが生じる
という現象は殆ど生じなかった。しかし、直径を４５mm
以下にした円筒状基体を用いてグロー放電によってアモ
ルファスシリコン感光体を、従来の径のものと同じ処方
で作製した場合、堆積膜に微少なひび割れが生じる場合
があった。

【００１７】このことについて本発明者らは、成膜中に
堆積膜が大きなストレスを受けて歪んでいるため、僅か
な製造条件のずれによって微少なひび割れが生じるもの
と考察した。そして本発明者らは、先ず膜のストレスに
影響を与えていると考えられるパラメーターとして、成
膜中の円筒状基体表面温度Ｔsの測定を行った。その結
果、従来の径と比較して光導電層成膜開始直後と安定後
の円筒状基体表面温度変化の絶対値△Ｔsが大きく、光
導電層成膜中にひび割れが生じることがわかった。

【００１８】そこで、本発明者らは光導電層成膜開姑直
後と安定後の円筒状基体表面温度変化の絶対値△Ｔsと
カソード電極に印加する電力Ｐ、グロー放電面に面して
いる円筒状基体の表面積Ｓ1、カソード電極の表面積Ｓ
2、およびＳiＨ₄ガス流量ｆ等の放電による円筒状基体
表面温度に関与していると考えられるパラメーターに注
目して鋭意検討を行った。

【００１９】その結果、グロー放電面に面している円筒
状基体の表面積Ｓ1に対する光導電層成膜開始直後と安
定後の円筒状基体表面温度変化の絶対値△Ｔsの比、す
なわち円筒状基体の単位面積当りの光導電層成膜時の円
筒状基体表面温度変化を特定することにより堆積膜のひ
び割れ低減に効果のあることがわかった。

【００２０】さらに、直径を４５mm以下にした円筒状基
体を用い、グロー放電によってアモルファスシリコン感
光体を従来の径のものと同じ処方で作製すると、帯電
能、感度および温度特性や光メモリー等の電子写真特性
が、従来の径で作製したものよりも改善の余地が大きく
なる場合がある。これについて本発明者らは、電子写真
感光体における光電変換の主要層である光導電層の堆積
膜形成中の構造緩和が従来の径の堆積膜よりも不十分な
ため、膜中の欠陥が増加して膜質の低下を引き起こして
いることが主な原因ではないかと推測した。

【００２１】そこで、カソード電極に印加する電力
(Ｐ)、グロー放電面に面している円筒状基体の表面積Ｓ
1、カソード電極の表面積Ｓ2、ＳiＨ₄ガス流量ｆ、およ
び円筒状基体表面温度Ｔs等の堆積膜形成に関与するパ
ラメーターに注目し構造緩和を促進させる条件について
鋭意検討を行った。

【００２２】その結果、グロー放電面に面している円筒
状基体と、カソード電極の表面積比Ｓ2/Ｓ1に対するカ
ソード電極に印加する電力Ｐ密度Ｐ/(Ｓ2/Ｓ1)、光導電
層成膜開始直後と安定後の円筒状基体表面温度変化の絶
対値△ＴsおよびＳiＨ₄ガス流量ｆが堆積膜の構造緩和
に大きく影響するとの知見を得た。すなわち、Ｐ・ｆ/
(△Ｔs・Ｓ2/Ｓ1)の値を特定の範囲にすることにより構
造緩和が促進されて、帯電能、感度および温度特性やブ
ランクメモリーおよびゴーストといった光メモリー等の
電子写真特性が改善された良好な堆積膜が得られること
がわかった。

【００２３】以上のように、グロー放電面に面している
円筒状基体の表面積比Ｓ1に対する光導電層成膜開始直
後と安定後の円筒状基体表面温度変化の絶対値△Ｔs:△
Ｔs/Ｓ1、グロー放電面に面している円筒状基体とカソ
ード電極の表面積比Ｓ2/Ｓ1に対するカソード電極に印
加する電力Ｐ密度Ｐ/(Ｓ2/Ｓ1)、光導電層成膜開始直後
と安定後の円筒状基体表面温度変化の絶対値△Ｔs、お
よびＳiＨ₄ガス流量ｆの関係Ｐ・ｆ/(△Ｔs・Ｓ2/Ｓ1)
が、下記の式(Ａ)および(Ｂ)、 ３.５×１０^-3℃/cm²≦△Ｔs/Ｓ1≦５.５×１０^-2℃/cm² (Ａ) １.６×１０W・sccm/℃≦Ｐ・ｆ/(△Ｔs・Ｓ2/Ｓ1)≦３.５×１０⁴W・sccm/℃ (Ｂ) を同時に満たすように特定することにより本発明の効果
は得られる。

【００２４】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施態様を具体的
に説明する。先ず、図面を用いて本発明の堆積膜の形成
方法および装置について詳細に説明する。図１は、本発
明の堆積膜の形成方法に用いる装置の一例を模式的に示
すものであり、電子写真用感光体のような円筒状基体に
堆積膜を形成するのに好適なものである。図１におい
て、１００は堆積膜を形成するための堆積室であり、排
気口１１０を介して不図示の排気装置に接続されてい
る。１０６は原料ガスを堆積室に導入するための原料ガ
ス導入口であり、不図示のガス供給系から原料ガスを堆
積室内に導入する。１０２は円筒状基体であり、補助基
体１０３にセットされて上部を回転軸１０５によって保
持されている。

【００２５】回転軸１０５は堆積室に回転可能に取りつ
けられている。１０４は円筒状基体を所定の温度に加熱
するための基体加熱用ヒーターであり、堆積室内に固定
されている。円筒状基体１０２は、回転軸１０５を介し
て駆動モーター１０７により回転され、周方向の膜厚の
均一化を図る。１０９は高周波を発生する高周波電源で
あり、高周波出力は１０８の整合器を介してカソード電
極１０１に印加されるように配線されている。図に示す
ようにカソード電極１０１は堆積室１００の内壁を兼ね
ていてもよい。

【００２６】本発明の堆積膜形成方法においては、グロ
ー放電面に面している円筒状基体１０４の表面積Ｓ1に
対する導電層成膜開始直後と安定後の円筒状基体表面温
度変化の絶対値△Ｔsの比△Ｔs/Ｓ1を、下記の式(Ａ)、 ３.５×１０^-3℃/cm²≦△Ｔs/Ｓ1≦５.５×１０^-2℃/cm² (Ａ) を満足する範囲にすることが好ましい。△Ｔs/Ｓ1＜３.
５×１０^-3℃/cm²の範囲では、△Ｔsの制御が困難であ
り、また△Ｔs/Ｓ1＞５・５×１０^-1℃/cm²の範囲では堆
積膜のひび割れ低減に対する効果が小さい。

【００２７】図２は、他の一例を示しており、補助基体
２０３を上部から吊り下げる形で保持している以外は図
１と同様である。図２に示すように補助基体２０３を上
部から吊り下げる形にした場合は、補助基体２０３の内
面が基体加熱用ヒーター２０４だけになって補助基体２
０３と基体加熱用ヒーター２０４間の空間が広がるの
で、円筒状基体の小径化の範囲が広がり好適である。

【００２８】円筒状基体１０２,２０２および補助基体
１０３,２０３は、使用目的に応じた材質を有するもの
であればよい。材質においては銅、アルミニューム、
金、銀、白金、鉛、ニッケルコ、バルト、鉄、クロム、
モリブデン、チタン、ステンレス等が電気伝導が良好な
ため好適である。さらにこれらの材料の中の２種以上の
複合材料も耐熱性が向上するために望ましい。

【００２９】カソード電極１０１、２０１の材質として
は銅、アルミニューム、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
スなどが熱伝導がよく、電気伝導もよいので好適であ
る。これらの材料の中の２種以上の複合材料なども好適
に用いられる。また、加工の容易さから形状は円筒形状
が好ましいが、必要に応じて楕円形、多角形形状を用い
てもよい。

【００３０】カソード電極１０１,２０１は必要に応じ
て冷却手段を設けてもよい。具体的な冷却手段として
は、水、空気、液体チッ素、ベルチェ素子などによる冷
却が必要に応じて用いられる。

【００３１】使用される高周波電源１０９,２０９の発
振周波数は通常１３.５６ＭＨzが使用されることが多く
好適であるが特に限定はない。また、出力は、装置に適
した電力を発生することができれば、いかなる出力のも
のでも好適に使用できる。さらに、高周波電源の出力変
動率はいかなる値であってもよい。

【００３２】使用される整合器１０８,２０８は高周波
電源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できる。また、整合を
取る方法としては、自動的に調整されるものが製造時の
煩雑さを避けるために好適であるが、手動で調整される
ものであっても本発明の効果に全く影響はない。また、
整合器が配置される位置に関しては整合が取れる範囲に
おいてどこに設置してもなんら問題はないが、整合器か
らカソード間の配線のインダクタンスをできるだけ小さ
くするような配置にすると、より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。

【００３３】図１に示す装置における堆積膜の形成は次
のような手順により行われる。先ず、旋盤を用いて表面
を鏡面加工した円筒状基体１０２を補助基体１０３に取
りつけ、堆積室１００内の回転軸１０５に取りつける。

【００３４】次に、排気口１１０を介して不図示の排気
装置により堆積室１００内を一旦排気した後、不図示の
原料ガス導入バルブを開き加熱用の不活性ガス、例えば
アルゴンガスを原料ガス導入口１０６より堆積室１００
内に導入し、堆積室１００内が所望の圧力になるように
排気装置の排気速度および加熱用ガスの流量を調整す
る。

【００３５】その後、駆動用モーター１０７により円筒
状基体１０２を回転させながら不図示の温度コントロー
ラーを作動させて円筒状基体１０２を基体加熱用ヒータ
ー１０４により加熱する。なお、図１に示す堆積膜形成
装置では円筒状基体を回転可能な構成になつているが、
本発明の効果が円筒状基体を回転させなければ得られな
いというものではなく、静止状態でも本発明の効果は得
られる。円筒状基体１０２が所望の温度に加熱されたと
ころで不図示の原料ガス導入バルブを閉じ、堆積室内へ
のガス流入を止める。

【００３６】堆積膜の形成は不図示の原料ガス導入バル
ブを開として原料ガス導入口１０６から所定の原料ガ
ス、例えばシランガス、水素ガス、メタンガス、などの
材料ガスを、またジボランガス、ホスフィンガスなどの
ドーピングガスを不図示のミキシングパネルにより混合
した後に堆積室１００内に導入し、所望の圧力に維持す
るよう排気速度を調整する。

【００３７】圧力が安定した後、高周波電源１０９より
整合器１０８を介して例えば周波数１３.５６ＭＨzの電
力を供給し、グロー放電を生起させる。このとき整合器
１０８を調整し、反射波が最小となるように調整する。
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
値に調整し、所望の膜厚を形成したところで電力の供給
を停止し、原料ガスの堆積室１００への流入を止めて堆
積室内を一旦高真空に引き上げて層の形成を終える。

【００３８】この間、周方向の膜厚均等化のために円筒
状基体は回転させながら堆積膜形成を行うことが望まし
い。そして種々の機能を有する堆積膜を積層する場合に
は、上記操作を繰り返し行う。図２に示す装置を用いた
場合も上述の図１に示す装置を用いた場合と同様に堆積
膜の形成を行えばよい。

【００３９】本発明においてアモルフファスシリコン膜
を作製する際、グロー放電面に面している円筒状基体と
カソード電極の表面積比Ｓ2/Ｓ1に対するカソード電極
に印加する電力Ｐ密度Ｐ/(Ｓ2/Ｓ1)、光導電層成膜開始
直後と安定後の円筒状基体表面温度変化の絶対値△Ｔs
およびＳiＨ₄ガス流量ｆの関係Ｐ・ｆ/(△Ｔs・Ｓ2/Ｓ1)
を、下記の式(Ｂ)、 １.６×１０W・sccm/℃≦Ｐ・ｆ/(△Ｔs・Ｓ2/Ｓ1)≦３.５×１０⁴W・sccm/℃ (Ｂ) を満足する範囲にすることが好ましい。上記範囲外では
帯電能、感度および温度特性やブランクメモリーおよび
ゴーストといった光メモリー等の電子写真特性改善に対
する効果が小さい。

【００４０】

【実施例】以下、試験例、実施例により図面に基づいて
本発明を詳細に説明するが、本発明はこれらによってな
んら限定されるものではない。

【００４１】（試験例１）図１に示す堆積膜形成装置に
おいて発振周波数１３.５６ＭＨzの高周波電源１０９を
用いて、アルミニューム製の直径４５mmの円筒状基体１
０２にアモルファスシリコン膜を形成し、電子写真用感
光体を作製した。本試験例では、放電面に面しているア
ルミニューム製の円筒状基体１０２の表面積Ｓ1、光導
電層成膜開始直後と安定後の円筒状基体表面温度変化の
絶対値△Ｔsについて、△Ｔs/Ｓ1の値を、(ａ)３.０×
１０^-3℃/cm²、(ｂ)３.５×１０^-3℃/cm²、(ｃ)６.０×
１０^-3℃/cm²、(ｄ)１.０×１０^-2℃/cm²、(ｅ)２.０×
１０^-2℃/cm²、(ｆ)５.５×１０^-2℃/cm²、(ｇ)６.０×
１０^-2℃/cm²、と変化させて、表１に示す条件にしたが
って電子写真用感光体を作製した。

【００４２】

【表１】

【００４３】なお、このときＰ・ｆ/(△Ｔs・Ｓ2/Ｓ1)の
値は、１.６×１０W・sccm/℃≦Ｐ・ｆ/(△Ｔs・Ｓ2/Ｓ1)
≦３.５×１０４W・sccm/℃の範囲内となるように調整し
た。但し、Ｐはカソード電極１０１に印加する電力
(W)、ｆはＳiＨ₄ガス流量(sccm)である。

【００４４】（試験例２）図２に示す堆積膜形成装置に
おいて発振周波数１３.５６ＭＨzの高周波電源２０９を
用いて、アルミニューム製の直径４５mmの円筒状基体２
０２にアモルファスシリコン膜を形成し、試験例１と同
様に電子写真用感光体を作製した。

【００４５】但し本例では、△Ｔs/Ｓ1の値を、３.５×
１０^-3℃/cm²≦△Ｔs/Ｓ1≦５.５×１０^-2℃/cm²の範囲
内となるように調整し、Ｐ・ｆ/(△Ｔs・Ｓ2/Ｓ1)の値
を、(ｈ)１×１０W・sccm/℃、(ｉ)１.６×１０W・sccm/
℃、(ｊ)２×１０²W・sccm/℃、(ｋ)５×１０³W・sccm/
℃、(１)３.５×１０⁴W・sccm/℃、(ｍ)５×１０⁴W・sccm
/℃、と変化させて電子写真用感光体を作製した。

【００４６】試験例１および試験例２で作製した電子写
真用感光体を以下に示す方法により評価した。

【００４７】(１)膜のひび割れ 試験例１および試験例２の各々について電子写真感光体
を１００本作製し、膜のひび割れが生じた本数について
試験例１(ｇ)を基準として以下のように評価した。その
結果を、まとめて下記のように記号表示した。

【００４８】

【００４９】(２)電子写真特性 作製した各々の感光体を電子写真装置(キャノン製ＮＰ
６０３０を試験用に改造)にセットして、電子写真特性
を評価した。この際、プロセススピード２００mm/sec、
前露光(波長７００ｎｍのＬＥＤ)４Lux・sec、像露光(波
長６８０ｎｍのＬＥＤ)にセットして、帯電器の電流値
１０００μＡの条件にて、電子写真装置の現像器位置に
セットした表面電位計(ＴＲＥＫ社Model３４４)の電位
センサーにより光受容部材の表面電位を測定し、それを
帯電能とし、像露光１.５Lux・secのときの表面電位を測
定し、それを残留電位とした。

【００５０】さらに、メモリー電位は、上述の条件下に
おいて同様の電位センサーにより非像露光状態での表面
電位と一旦像露光した後に再度帯電したときとの電位差
を測定した。そして、暗電位が４００Ｖとなるように帯
電条件を設定し、明部電位が５０Ｖになるように光量を
調節し、このときの光量を感度として評価した。

【００５１】また、光受容部材に内蔵したドラムヒータ
ーにより温度を室温(約２５℃)から４５℃まで変えて、
上記の条件にて帯電能を測定し、そのときの温度１℃当
たりの帯電能の変化を温度特性とした。そしてその後、
ハーフトン画像、文字原稿および写真原稿を用いて画像
特性の評価を行った。

【００５２】それぞれの電位特性に関して、試験例２
(ｍ)の値を１として、帯電能、残留電位、メモリー電
位、感度、温度特性、について以下のように相対評価を
行った。その結果を、帯電能、残留電位、メモリー電
位、感度、温度特性ついて、下記のようにまとめて記号
表示した。

【００５３】 以上の試験例１の評価結果を表２に、試験例２の評価結
果を表３に示す。

【００５４】

【表２】 表２中の＊は(ａ)３.０×１０^-3℃/cm²は、△Ｔsの制御
が困難なため電子写真用感光体が作製できなかったもの
を示す。

【００５５】

【表３】

【００５６】表２より、△Ｔs/Ｓ1の値を、３.５×１０
^-3〜５.５×１０^-2℃/cm²の範囲にすることにより、膜
のひび割れに好ましい効果があることがわかり、また表
３より、Ｐ・ｆ/(△Ｔs・Ｓ2/Ｓ1)を、１.６×１０〜３.
５×１０⁴W・sccm/℃の範囲にすることにより帯電能、残
留電位、メモリー電位、感度および温度特性に効果があ
ることがわかった。

【００５７】そして、試験例１および試験例２の結果、
すなわち表２および表３から、△Ｔs/Ｓ1の値を、３.５
×１０^-3〜５.５×１０^-2℃/cm²の範囲にし、且つ、Ｐ・
ｆ/(△Ｔs・Ｓ2/Ｓ1)の値を、１.６×１０〜３.５×１０
⁴W・sccm/℃の範囲にすることにより本発明の効果が得ら
れることがわかった。

【００５８】［実施例１］図１に示す推積膜形成装置に
おいて、発振周波数１３.５６ＭＨzの高周波電源１０９
を用いて、アルミニューム製の直径４０mm、３０mmおよ
び２５mmの円筒状基体１０２にアモルファスシリコン膜
を形成し、電子写真用感光体を作製した。本実施例で
は、放電面に面しているアルミニューム製の円筒状基体
１０２の表面積Ｓ1、アルミニューム製で円筒状のカソ
ード電極１０１の表面積Ｓ2、光導電層成膜開始直後と
安定後の円筒状基体表面温度変化の絶対値△Ｔs、カソ
ード電極１０１に印加する電力Ｐ、ＳiＨ₄ガス流量ｆに
ついて、△Ｔs/Ｓ1の値を、３.５×１０^-3〜５.５×１
０^-2℃/cm²の範囲、Ｐ・ｆ/(△Ｔs・Ｓ2/Ｓ1)の値を、１.
６×１０〜３.５×１０⁴W・sccm/℃の範囲内となるよう
調整し、表ｌに示す条件にしたがって電子写真用感光体
を作製した。

【００５９】作製した電子写真用感光体を、試験例１と
同様に膜のひび割れ、帯電能、残留電位、メモリー電
位、感度および温度特性について評価したところ、いず
れの電子写真用感光体も試験例１(ｂ)と同様に良好な結
果が得られた。さらに得られた感光体を試験用に改造し
たキャノン製複写機ＮＰ-６０３０に設置し画像を出し
たところ、ハーフトーン画像にムラはなく、均一な画像
が得られた。さらに文字原稿を複写したところ、黒濃度
が高く鮮明な画像が得られた。また写真原稿の複写にお
いても原稿に忠実で鮮明な画像を得ることができた。

【００６０】［実施例２］図２に示す堆積膜形成装置に
おいて、発振周波数１３.５６ＭＨzの高周波電源２０９
を用いて、アルミニューム製の直径４５mm、４０mm、３
０mmおよび２５mmの円筒状基体１０２にアモルファスシ
リコン膜を形成し、電子写真用感光体を作製した。

【００６１】本実施例では、放電面に面しているアルミ
ニューム製の円筒状基体１０２の表面積Ｓ1、アルミニ
ューム製で円筒状のカソード電極１０１の表面積Ｓ2、
光導電層成膜開始直後と安定後の円筒状基体表面温度変
化の絶対値△Ｔs、カソード電極１０１に印加する電力
Ｐ、ＳiＨ₄ガス流量ｆについて△Ｔs/Ｓ1の値を、３.５
×１０^-3〜５.５×１０^-2℃/cm²の範囲、Ｐ・ｆ/(△Ｔs・
Ｓ2/Ｓ1)の値を、１.６×１０〜３.５×１０⁴W・sccm/℃
の範囲内となるよう調整し、表４に示す条件にしたがっ
て電子写真用感光体を作製した。

【００６２】

【表４】

【００６３】作製した電子写真用感光体を、試験例１と
同様に膜のひび割れ、帯電能、残留電位、メモリー電
位、感度および温度特性について評価したところ、いず
れの電子写真用感光体も試験例１(ｂ)と同様に良好な結
果が得られた。さらに、得られた感光体を試験用に改造
したキャノン製複写機ＮＰ-６０３０に設置し画像を出
したところ、ハーフトン画像にムラはなく、均一な画像
が得られた。さらに文字原稿を複写したところ、黒濃度
が高く鮮明な画像が得られた。また写真原稿の複写にお
いても原稿に忠実で鮮明な画像を得ることができた。

【００６４】［実施例３］図２に示す堆積膜形成装置に
おいて、発振周波数１３.５６ＭＨzの高周波電源２０９
を用いて、アルミニューム製の直径４５mm、４０mm、３
０mmおよび２５mmの円筒状基体２０２にアモルフアスシ
リコン膜を形成し、電子写真用感光体を作製した。

【００６５】本実施例では、放電面に面しているアルミ
ニューム製の円筒状基体１０２の表面積Ｓ1、アルミニ
ューム製で円筒状のカソード電極１０１の表面積Ｓ2、
光導電層成膜開始直後と安定後の円筒状基体表面温度変
化の絶対値△Ｔs、カソード電極１０１に印加する電力
Ｐ、ＳiＨ₄ガス流量ｆについて△Ｔs/Ｓ1の値を、３・５
×１０^-3〜５.５×１０^-2℃/cm²の範囲、Ｐ・ｆ/(△Ｔs・
Ｓ2/Ｓ1)の値を１.６×１０〜３.５×１０⁴W・ｓｃcm/℃
の範囲内となるよう調整し、表５に示す条件にしたがっ
て電子写真用感光体を作製した。

【００６６】

【表５】

【００６７】作製した電子写真用感光体を、試験例１と
同様に膜のひび割れ、帯電能、残留電位、メモリー電
位、感度および温度特性について評価したところ、いず
れの電子写真用感光体も試験例１(ｂ)と同様に良好な結
果が得られた。さらに得られた感光体を試験用に改造し
たキャノン製複写機ＮＰ-６０３０に設置し画像を出し
たところ、ハーフトーン画像にムラはなく、均一な画像
が得られた。さらに文字原稿を複写したところ、黒濃度
が高く鮮明な画像が得られた。また写真原稿の複写にお
いても原稿に忠実で鮮明な画像を得ることができた。

【００６８】［実施例４］図１に示す堆積膜形成装置に
おいて、発振周波数１３.５６ＭＨzの高周波電源１０９
を用いて、アルミニューム製の直径４５mm、４０mm、３
０mmおよび２５mmの円筒状基体１０２にアモルファスシ
リコン膜を形成し、電子写真用感光体を作製した。

【００６９】本実施例では、放電面に面しているアルミ
ニューム製の円筒状基体１０２の表面積Ｓ1、アルミニ
ューム製で円筒状のカソード電極１０１の表面積Ｓ2、
光導電層成膜開始直後と安定後の円筒状基体表面温度変
化の絶対値△Ｔs、カソード電極１０１に印加する電力
Ｐ、ＳiＨ₄ガス流量ｆについて△Ｔs/Ｓ1の値を、３.５
×１０^-3〜５.５×１０^-2℃/cm²の範囲、Ｐ・ｆ/(△Ｔs・
Ｓ2/Ｓ1)の値を、１.６×１０〜３.５×１０⁴W・sccm/℃
の範囲内となるよう調整し、表６に示す条件にしたがっ
て電子写真用感光体を作製した。

【００７０】

【表６】

【００７１】作製した電子写真用感光体を、試験例１と
同様に膜のひび割れ、帯電能、残留電位、メモリー電
位、感度および温度特性について評価したところ、いず
れの電子写真用感光体も試験例１(ｂ)と同様に良好な結
果が得られた。さらに得られた感光体を試験用に改造し
たキャノン製複写機ＮＰ-６０３０に設置し画像を出し
たところ、ハーフトーン画像にムラはなく、均一な画像
が得られた。さらに文字原稿を複写したところ、黒濃度
が高く鮮明な画像が得られた。また写真原稿の複写にお
いても原稿に忠実で鮮明な画像を得ることができた。

【００７２】［実施例５］図２に示す堆積膜形成装置に
おいて、発振周波数１３.５６ＭＨzの高周波電源２０９
を用いて、アルミニューム製の直径４５mm、４０mm、３
０mmおよび２５mmの円筒状基体２０２にアモルフアスシ
リコン膜を形成し、電子写真用感光体を作製した。

【００７３】本実施例では、放電面に面しているアルミ
ニューム製の円筒状基体１０２の表面積Ｓ1、アルミニ
ューム製で円筒状のカソード電極１０１の表面積Ｓ2、
光導電層成膜開始直後と安定後の円筒状基体表面温度変
化の絶対値△Ｔs、カソード電極１０１に印加する電力
Ｐ、ＳiＨ₄ガス流量ｆについて△Ｔs/Ｓ1の値を、３.５
×１０^-3〜５.５×１０^-2℃/cm²の範囲、またＰ・ｆ/(△
Ｔs・Ｓ2/Ｓ1)の値を、１.６×１０〜３.５×１０⁴W・scc
m/℃の範囲内となるように調整し、表７に示す条件にし
たがって電子写真用感光体を作製した。

【００７４】

【表７】

【００７５】作製した電子写真用感光体を、試験例１と
同様に膜のひび割れ、帯電能、残留電位、メモリー電
位、感度および温度特性について評価したところ、いず
れの電子写真用感光体も試験例１(ｂ)と同様に良好な結
果が得られた。さらに得られた感光体を試験用に改造し
たキャノン製複写機ＮＰ-６０３０に設置し画像を出し
たところ、ハーフトーン画像にムラはなく、均一な画像
が得られた。さらに文字原稿を複写したところ、黒濃度
が高く鮮明な画像が得られた。また写真原稿の複写にお
いても原稿に忠実さ鮮明な画像を得ることができた。

【００７６】

【発明の効果】本発明により、従来よりも小径なる電子
写真用感光体を作製する際に、膜のひび割れの低減を可
能にする堆積膜形成方法および装置を提供することがで
きる。そして、本発明の堆積膜形成方法および装置によ
り、帯電能、残留電位、メモリー電位、感度および温度
特性が良好な電子写真用感光体の製造が可能となる等の
顕著な効果が奏される。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の堆積膜形成方法を用いて円筒状基体を
成膜するのに供される堆積膜形成装置の一例を示す模式
図。

【図２】本発明の堆積膜形成方法を用いて円筒状基体を
成膜するのに供される堆積膜形成装置の他の例を示す模
式図。

【符号の説明】

１００,２００ 堆積室 １０１,２０１ カソード電極 １０２,２０２ 円筒状基体 １０３,２０３ 補助基体 １０４,２０４ 基体加熱用ヒーター １０５,２０５ 回転軸 １０６,２０６ 原料ガス導入口 １０７,２０７ 駆動用モーター １０８,２０８ 整合器 １０９,２０９ 高周波電源 １１０,２１０ 排気口

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 田澤 大介 東京都大田区下丸子３丁目30番２号 キヤ ノン株式会社内

Claims (6)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 排気手段と原料ガス供給手段を備えた真
   空気密可能な堆積室内に基体加熱ヒーターを固定し、該
   基体加熱ヒーターを内包するように、放電電極を兼ねた
   補助基体を取りつけた直径４５mm以下の円筒状基体を回
   転可能に設置し、前記円筒状基体を外包しほぼ同軸上に
   設けられたカソード電極との間に高周波電力を印加する
   ことによりグロー放電を生じさせ、前記円筒状基体上に
   シリコンを含む堆積膜を形成するプラズマＣＶＤ法によ
   り堆積膜を形成する方法において、グロー放電面に面し
   ている前記円筒状基体の表面積Ｓ1、前記カソード電極
   の表面Ｓ2、前記カソード電極に印加する電力Ｐ、前記
   シリコンを含む堆積膜の光導電層成膜時の前記円筒状基
   体表面温度変化の絶対値△Ｔs、堆積室に導入するＳiＨ
   ₄ガス流量ｆ、の各々を下記の式(Ａ)および(Ｂ)、 ３.５×１０^-3℃/cm²≦△Ｔs/Ｓ1≦５.５×１０^-2℃/cm² (Ａ) １.６×１０W・sccm/℃≦Ｐ・ｆ/(△Ｔs・Ｓ2/Ｓ1)≦３.５×１０⁴W・sccm/℃ (Ｂ) を同時に満たす範囲とすることを特徴とする堆積膜形成
   方法。
2. 【請求項２】 前記円筒状基体上に、光導電層、表面保
   護層の少なくとも二層で構成された光受容部材を形成す
   ることを特徴とする請求項１記載の堆積膜形成方法。
3. 【請求項３】 前記円筒状基体上に、下部阻止層、光導
   電層、表面保護層の少なくとも三層で構成された光受容
   部材を形成することを特徴とする請求項１記載の堆積膜
   形成方法。
4. 【請求項４】 排気手段と原料ガス供給手段を備えた真
   空気密可能な堆積室内に基体加熱ヒーターを固定し、該
   基体加熱ヒーターを内包するように、放電電極を兼ねた
   補助基体を取りつけた直径４５mm以下の円筒状基体を回
   転可能に設置し、前記円筒状基体を外包しほぼ同軸上に
   設けられたカソード電極との間に高周波電力を印加する
   ことによりグロー放電を生じさせ、前記円筒状基体上に
   シリコンを含む堆積膜を形成するプラズマＣＶＤ法によ
   り堆積膜を形成する装置において、グロー放電面に面し
   ている前記円筒状基体の表面積Ｓ1に対する前記カソー
   ド電極の表面積(Ｓ2)の比と前記シリコンを含む堆積膜
   の光導電層成膜時の前記円筒状基体表面温度変化の絶対
   値△Ｔsが下記の式(Ａ)を満たすように設定され、且
   つ、前記カソード電極に印加する電力Ｐと堆積室に導入
   するＳiＨ₄ガス流量ｆが、下記の式(Ｂ)を満たすよう設
   定されてなることを特徴とする堆積膜形成装置。 ３.５×１０^-3℃/cm²≦△Ｔs/Ｓ1≦５.５×１０^-2℃/cm² (Ａ) １.６×１０W・sccm/℃≦Ｐ・ｆ/(△Ｔs・Ｓ2/Ｓ1)≦３.５×１０⁴W・sccm/℃ (Ｂ)
5. 【請求項５】 前記円筒状基体上に、光導電層、表面保
   獲層の少なくとも二層で構成された光受容部材が形成さ
   れてなることを特徴とする請求項４記載の堆積膜形成装
   置。
6. 【請求項６】 前記円筒状基体上に、下部阻止層、光導
   電層、表面保護層の少なくとも三層で構成された光受容
   部材が形成されてなることを特徴とする請求項４記載の
   堆積膜形成装置。