JPS6250464A - 電子写真感光体の製造装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔発明の属する技術分野〕 本発明はアモルファスシリコンを主体とする光導電性材
料からなる感光層を有する電子写真感光体の製造装置に
関する。

〔従来技術とその問題点〕

アモルファスシリコン（以下ａ−ｓｉトも記す）は、電
子写真感光体（以下単に感光体とも称する）の感光層材
料として耐熱性、耐刷性、無毒性の点で優れると同時に
、長波長光に対しても高い感度特性を有しており注目さ
れてきている。

従来ａ−８ｉ膜は、プラズマ中でシランガスを分解する
プラス？　ＣＶＤ　（Ｃｈｅｍｉｃａｌ　Ｖａｐｏｕｒ
　Ｄｅｐｏｓｉ℃１ｏｎ）法か、らるいは光エネルギー
を用いてシランガスを熱分解ま九は励起分解する光ＣＶ
Ｄ法によって一般に作製されていた。しかし、プラズマ
ＣＶＤ法においては投入したガスの数−以下しか利用さ
れず、その利用効率が著しく低いという欠点がある。ま
た、膜を形成すべき基体以外の成膜室の各部にも膜が形
成されるので、それを除去し室内を清浄化するのに時間
と労力を要するし、さらに成膜中に成膜室内部にガスの
反応生成物の粉体が生成しやすく、基体への成膜過程に
悪影響をおよぼす。しかし、この方法は機能材料として
有効なＳｉＣやＳｉＨなどの結合系をもつ膜を形成しや
すく、材料設計の自由度が高いという利点がある。一方
、光ＣＶＤ法においては光照射部のみで反応が行なわれ
るため、ガスの利用効率が高く、高速成膜が可能であり
、かつ基体以外の成膜室内部への膜形成４少なく、粉体
も生成しにくいという利点がある反面、膜材料の設計の
自由度の点ではプラズマＣＶＤ法よシ劣る。また、光Ｃ
ＶＤ法に用いる光源は発光効率、寿命などの点で通常ア
ルゴンレーザ、　ＹＡＧレーザ、炭酸ガスレーザなど可
視域、赤外域の波長のレーザ光が用いられるが、この領
域の波長光による成膜機構には被膜基体の温度上昇によ
る分解過程すなわち通常の熱ＣＶＤ過程をかなり含んで
いる。従って、感光体で通常用いられている機械／７０
工により平滑化したアルミニウムからなる基体では、基
体に直接レーザ光を照射した場合反射率が高いために温
度が上昇しにくくて熱分屏がおきにくく、かつ基体の融
点が低いため熱的損傷を受けやすいなどの欠点がある。

〔発明の目的〕

本発明は、ａ−８ｉを主材料とする複数の層を順次積層
してなる感光体の製造に際し、電子写真特性の良好な感
光体を安価に製造できる、原料ガスの利用効率および作
業性に優れた製造装置を提供することを目的とする。

〔発明の要点〕

本発明の目的は、導電性基体上にａ　−８ｉを主材料と
する複数の層を積層してなる感光体の製造装置を、各層
をその機能に応じてプラズマＣＶＤ法または光ＣＶＤ法
のいずれかの好適な方法で成膜するそれぞれ個別の成膜
室を備え、かつこれら個別の成膜室が前記複数の層を導
電性基体上へ成膜する順序と同順に気密に連結されてい
て、導電性基体がこれら連結された個別の成膜室へ所定
の層を形成されながら順次基体キャリアにより移送され
ていく構成とすることによって達成される。

〔発明の実施例〕

以下、本発明の好適な実施例を図面を参照して例示的に
詳しく説明する。

第１図は本発明の製造装置の一実施例を示す概念的断面
図である。１０１と１０３とはプラズマＣＶＤ法による
成膜室であり、１０２は光ＣＶＤ法による成膜室である
。各成膜室は気密に連結されており、各成膜室間および
成ＩＩ室１０１　、１０３の開口部と外界とはそれぞれ
ゲートパルプ１１９により気密に区切られている。これ
らのゲートパルプ１１９を順次開閉して基体１０８を装
着されｆｃ基体キャリア１０７が例えば移動コンベア（
図示はされていない）により成膜室１０１内へ搬入され
各成膜室間を移動させられ成膜室１０３から搬出される
。基体キャリア１０７には、基体コ、０８の自転機構と
基体を所要の温度に加熱制御する機構とが設けられてい
る。成膜室１０１　’、　１０２　、１０３には個別に
ガス供給口１０４゜１０５　、１０６が設けられ、また
、図示されないロータリーポンプあるいはオイルフリー
ポンプなどの排気ポンプや真空パルプなどからなる排気
機構が排気口１０９　、１１１を介して接続されている
。成膜室１０１　、１０３には排気口の機能も兼ねた放
１ＪＬ電極板１０９がアースシールド１１０に囲まれて
設置され、放電１を極板１０９には室壁１１Ｂに固着さ
れた絶縁碍子１１２を介して例えば１３　、５６ＭＨｚ
のプラズマ発生用高周波電源１１３から高周波成力が供
給され、基体１０日との間の空間にプラズマを発生する
ことができる。また、成膜室１０２の外部にはレーザ光
源１１７が配置されている。レーザ光源１１７からの光
は、エキスパンダ１１６により拡大された後円柱し／ズ
１１５によって線状に集束されて、窓１１４　’ｉ通っ
て基体１０８の上に照射されるようになっている。

次に、この装置を用いて感光体を作製する過、程を説明
する。円筒状アルミニウム基体１０日を２本読着した基
体キャリア１０７をゲートパルプ１１９を開閉して成膜
室１０１内に搬入する。成膜室１０１内を１ｍＴｏｒｒ
以下に排気し、次にアルゴン（Ａｒ）ガスをガス供給口
１０４より室内にガス圧Ｉ　Ｔｏｒｒ　Ｋなるように導
入する。基体１０８を矢印のように相互に外向きに１Ｏ
ｒｐｍで自転開始すると同時に加熱を始め、基体１０日
の温度を２８０℃　まで上げる。次に、成膜室１０１内
を再度１ｍ　ＴＯｒｒ以下まで排気してから水Ｘ　（Ｈ
２）ガスを圧力Ｉ　Ｔｏｒｒになるまで導入し、高周波
電源１１３かも放電電極板１０９に電力を供給して放電
を発生させ、基体１０Ｂの表面の清浄化を行う。約１０
分間放電後、成膜室１０１内を１　ｍ　Ｔｏｒｒ以下ま
で排気すると同時に基体１０８の温度を２２０℃まで下
げる。次にモノシラン（ｓｉＨｎ）ガスとアンモニア（
ＮＨ３）ガスとジボラン（Ｂ＋ａＨｓ　）ガスとをガス
供給口１０４から成膜室１０１内に導入する。ＢＩ！Ｈ
６の濃度１０００　ｐｐｍ　、ガス圧０．７　Ｔｏｒｒ
になるように調整後、高周波電力を放電電極板１０９に
供給し、基体１０日上にプラズマＣＶＤｌＩＣよシ膜厚
約２μｍのａ　−８ｉ膜を形成する。このときの放電電
力は３００Ｗ、　　放電時間は約３０分である、その後
放電を止め成膜室１０１内を１　ｍ　Ｔｏｒｒまで排気
し、第１層目のプラズマＣＶＤによるブロッキング層の
成膜を終了する。

続いて、成膜室１０１と前もって内圧１　ｍ　Ｔｏｒｒ
以下に排気しである成膜室１０２との間のゲートパルプ
１１９を開けて、基体１０８を装着されている基体キャ
リア１０’７を成膜室１０１から成膜室１０２へ移動さ
せ、再び両室間のゲートパルプ１１９を閉じた後、ガス
供給口１０５よシジシラン（ｓｉ　ａＨ６）ガスとＢ２
Ｈ。

ガスを成膜室１０２内に導入し、ＩｌｇＨ，濃度１０　
ｐｐｍ　。

ガス圧５　Ｔｏｒｒに設にする。既にプラズマＣＶＤに
よｐａ−８１膜が形成されている基体１０日を自転させ
ながらその上に炭酸ガスレーザ光源１１７からの光を照
射し光ＣＶＤによりａ−８ｉ膜を形成する。レーザ出力
約１００Ｗ　／−のとき３μｍ／ｍ程度の速度で成膜で
きる。膜厚約２０μｍのａ−８ｉ膜が形成されたらレー
ザ光照射を止める。成膜室１０２内を１ｍ’ｒｏｒｒ以
Ｆにまで排気して第２層目の光ＣＶＤ法による光導電層
の成膜を終了する。

さらに第３層目形成のために、牙２層までを積層され九
基体１０日を装着されている基体キャリア１０７を成膜
室１０１から成膜室１０２へ移動させたときと同様にし
て成膜室１０２から成膜室１０３へ移動させ、ガス供給
口１０６から８１Ｈ４＋　ＣＨ４、ＢａＨ６の三種類の
ガスを導入する。ガス圧を０．７　Ｔｏｒｒに調節し、
放電電極板１０９に３００Ｗの高周波電力を供給し、基
体１０８を自転させながらその上にプラズマＣｖＤによ
り約０．５μｍの膜を形成した後放電を止め基体の自転
を停止し成膜室１０３内をｌ　ｍ　Ｔｏｒｒ以下に排気
して第３層目の表面保護層の成膜を終了する。その後、
成膜室１０３内に空気を導入しゲートパルプを開き基体
キャリア１０７を搬出し成膜の完了した基体１０日を基
体キャリアから取り出す。

この一連の製造過程を連続して繰シ返すことにより、第
１図に示し九装置により、導電性基体上にａ−８ｉを主
材料とするブロッキング層、光導電層９表面保護層を順
次積層してなる感光体が効率良く量産できることになる
。

第２図は本発明の他の実施例の概念的断面図であり、個
別の成膜室を円型に配置した例である。

第１図と同じ機能をもつ部には同一番号が付しである。

第１図と異なるところは、基体中ヤリア１０’７のセツ
ティングを行う成膜準備室１００を有する点と、各成膜
室で成膜終了後すべての基体キャリア１０７が円型の室
壁１１８の中心を軸として公転することにより基体キャ
リア１０７の移動が行なわれる点である。

本実施例の製造製蓋においては、感光体のブロッキング
層である第１層目のａ−８１膜をプラズマＣＶＤ法で成
膜する。プラズマＣＶＤ　Ｉｃよれば窒素（Ｎ２）ま九
は炭素（Ｃ）を含むａ−８ｉ膜を良好に形成できるので
、第１層目成膜時にこれらの元素を含むガスを導入する
ことによ＃）Ｎ２またはＣを含有するａ−８ｉ膜が形成
され、ブロッキング層に感光体特性上重要な機能である
電荷注入阻止能を充分付与することができることになる
。次に光導電層である第２層目のａ−８１膜を光ＣＶＤ
法により成膜する。既に第１層目のａ−８ｉ膜が形成さ
れているため、レーザ光は基体上に直接照射される場合
に比して反射されず良く吸収されるので成膜開始直後か
ら高い効率で成膜できる。ま走光導電層の膜厚は２０μ
ｍ程度と厚くすることが必要であるが、この膜の形成に
プラズマＣＶＤ法に比し成膜速度が約２０倍速くガスの
利用効率も高い光ＣＶＤ法を適用することＫよシ成膜時
間を短縮し材料費を節減している。さらＫこの上に表面
保護層として第３層目のａ−８ｉ＊を形成するが、その
成膜をプラズマＣＶＤ法で行うことによジオ１層と同じ
ようにＮｚ　＋　Ｃまたは０２を含むａ−８ｉ膜とし、
表面の安定性を得ると同時に電荷の注入阻止能を向上さ
せている。

以上の説明においてはａ　−８ｉ膜にＮ２を含有させる
のにＮＨ３ガスを用いたが、Ｎａ　＋　Ｎｏ　＋　ＮＯ
２などのガスを用いてもよく、筐７’［ａ−８ｉ膜にＣ
を含ませるためにはＣＨ４ガスに限らす各櫨炭化水素例
えばＣ３Ｈ９・Ｃ２Ｈ６・ＣｔＨ＋ｏ・Ｃ２Ｈ４・Ｃ２
Ｈ２ガスなどが有効に使用できる。また第１層、第３層
の成膜にはモノシラン（ＳｉＨ４）を用いたがジシラン
（ｓｌａｎｓ）など他のシリコン化合物を用いてもよい
。さらに第２ノー目成膜時の光ＣＶＤ法の光源からのレ
ーザ光照射に関しても、基体近傍で基体に平行にレーザ
光を走らせることによっても成膜は可能である。

またレーザ光はもちろん炭酸ガスレーザにかぎるもので
はない。

〔発明の効果〕

本発明によれば、ａ−８ｉを主材料とする複数の層から
なる感光体を作製するために、各層の機能に応じてプラ
ズマＣＶＤ法または光ＣＶＤ法いずれかの方法により成
膜する個別の成膜室を層毎に有し、これら個別の成膜室
がａ　−８ｉ層の積層される順序と同順に気密に連結さ
れておシ、基体がこれら個別の成膜室を断連の膜を形成
されながら基体キャリアにより気密に移層されていくよ
うな構成の製造装置を用いる。

このような装置によればａ　−８ｉの複数の層を各基体
上に順次連続して成膜できるので作業効率が向上し、安
価な感光体を効率良く連続して製造することが０丁能と
なる。

また、各個別の成膜室内では瀦に同ユ（のガスが供給さ
れ同一条件で成膜が行なわｆするため均質な膜が形成さ
れ、その結果特性の揃った感光体を量産できることにな
る。

さらに、各層毎に個別の成膜室を設けるのであるから、
各ノーの果すべき機能に対応して、ぞの成膜室をプラズ
マＣＶＤ法または光ＣＶＤ法のいずれか適した方法によ
る成膜室とし、各成膜法の利点を有効に活用して成膜す
ることにより、電子写−Ａ％性の優れた感光体を効率良
く安価に製造できることになり非常に有効である。

その上、各成膜室では同一方法での成膜が行なわれるか
ら、成膜室内の基体以外の部分への付着物も均質となり
、付着物が剥離し飛散して成膜環境を悪化させることも
少なくなシ、かつ、各層毎に個別の成膜室で形成される
ので、一つの成膜室内ですべての層が形成される場合に
比べて、基体上に形成されたａ　−８ｉ膜が成膜室内の
基体以外の部分へ付着した付着物の再飛散による悪影響
を受けることも少なくなる利点もある。

【図面の簡単な説明】

３・１図は本発明の一実施例を示す概念的断面図であり
、第２図は本発明の他の実施例を示す概念的断面図であ
る。 １０１　、１０３・・・プラズマＣＶＤ法成膜室、１０
２・・・光ＯＶＤ法成法学膜室０７・・基体キャリア、
１０８・・・導電性基体、１１９・・・ゲートパルプ。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １）導電性基体上にアモルファスシリコンを主材料とす
   る複数の層を積層してなる電子写真用感光体の製造装置
   において、前記複数の層の各層をプラズマＣＶＤ法また
   は光ＣＶＤ法のいずれかの方法で形成するそれぞれ個別
   の成膜室を備え、かつ、これら個別の成膜室が前記複数
   の層が前記導電性基体上へ積層される順序と同順に気密
   に連結されており、前記導電性基体がこれら連結された
   個別の成膜室を順次基体キャリアにより移送されていく
   機構を有することを特徴とする電子写真感光体の製造装
   置。