JP2009249726A

JP2009249726A - 搬送容器及び基体ホルダーの搬送方法

Info

Publication number: JP2009249726A
Application number: JP2008102580A
Authority: JP
Inventors: Kazuto Hosoi; 一人細井; Shigenori Ueda; 重教植田; Jun Ohira; 純大平; Motoya Yamada; 基也山田
Original assignee: Canon Inc
Current assignee: Canon Inc
Priority date: 2008-04-10
Filing date: 2008-04-10
Publication date: 2009-10-29

Abstract

【課題】チャッキング部材が固定される基体ホルダーの凹状部に残留したダストが基体の表面に付着することを防ぐ。
【解決手段】搬送容器（不図示）は、基体ホルダー１０２を保持して搬送容器内に対する前記基体ホルダーの搬入及び搬出を行うチャッキング部材１０３を備えている。基体ホルダー１０２の上部には、チャッキング部材１０３によって保持される凹状部１０２ａが構成されている。基体ホルダー１０２を収容した状態で搬送容器内を真空排気する際に前記凹状部１０２ａ内の空間の圧力と円筒状基体１０１の周囲の空間の圧力とを等しくするために、チャッキング部材１０３には上記両空間を連通させるために貫通穴１０９が形成されている。
【選択図】図３

Description

本発明は、基体上に堆積膜、とりわけ機能性膜、特に電子写真感光体に用いられる堆積膜を形成する真空処理装置において用いられる搬送容器及び基体ホルダーの搬送方法に関するものである。

従来、真空処理方法には、プラズマＣＶＤ法、イオンプレーティング法、プラズマエッチング法等、高周波電力により生成されるプラズマを用いた堆積膜形成法が知られており、そのための装置も数多く実用化されている。真空処理方法は、電子写真感光体、半導体デバイス、画像入力ラインセンサー、撮影デバイス、光起電力デバイス等を形成するために用いられる。

例えば、プラズマＣＶＤ法を用いた堆積膜形成方法、つまり、高周波電力のグロー放電により原料ガスのプラズマを生成し、原料ガスの分解種を基板上に堆積させることによって堆積膜を形成する方法がある。この方法を用いた場合、例えば、原料ガスにシランガスを用いることで、アモルファスシリコン薄膜の形成が容易であることが知られており、その製造装置も各種提案されている。

このような堆積膜形成装置により高品質な堆積膜の形成が行われているが、更なる品質向上のために、容器内の大気圧からの真空排気に関して更なる改良が進められている。そのための手段として、ガス導入電極と基板保持体との間のコンダクタンスを、容器の側壁に形成した排気口のコンダクタンスよりも小さくする技術が提案されている（特許文献１参照）。
特開平１０−３３０９４４号公報

上述した従来の真空処理方法及び装置によれば、良好な堆積膜形成、即ち真空処理を行うことができる。しかしながら、真空処理を用いて生産された製品の品質に対する市場の要求レベルは日々高まっており、この要求に応えるべく、より高品質の製品が生産可能な真空処理装置が求められるようになっている。

近年その普及が目覚しいデジタル電子写真装置やカラー電子写真装置においては、文字原稿のみならず、写真、絵、デザイン画等のコピーも頻繁に成される。そのため、画像上に白点或いは黒点等の画像不良画像不良を引き起こす突起についても、従来以上の低減が求められている。

このような突起は、堆積膜形成前から基体上に付着したダスト等の異物を起源として堆積膜が異常成長したものである。そのため、堆積膜形成前の基体は厳密に洗浄され、クリーンルームなどのダスト管理された環境で反応容器内に運搬することにより、基体にダストが付着することを極力避けるようにしてきた。

一方、基体を保持する基体ホルダーは、堆積膜形成後、膜状の副生成物が堆積している。その為、基体ホルダーは、例えばガラス、ステンレス鋼、アルミナ等の研磨材を噴射しながら物理的作用により副生成物を除去するホーニングが施される。その後、洗浄工程、乾燥工程を経て再度、堆積膜の形成に使用される。

しかし、乾燥工程を経た後でも、基体ホルダー表面には、ホーニングで使用する研磨材や除去した副生成物等のダストが残留することによる影響が出る場合がある。ダストの残留は、基体ホルダー表面の中で凹状部等の複雑な形状を有した箇所で発生しやすい。

例えば、従来の基体ホルダーは、図８のように基体ホルダー８０２の上端にチャッキング部材８０３で固定可能な凹状部８０２ａを有する。基体ホルダー８０２はシャフト８０６、爪８０７及び円盤８０５で構成されたチャッキング部材８０３によって固定され、搬送容器（不図示）内に大気状態で設置され、所定の圧力になるまで排気される。圧力が所定の値になったところで、基体ホルダー８０２に設置された円筒状基体８０１は真空状態で搬送される。

ここで、基体ホルダー８０２をチャッキング部材８０３で固定した時、基体ホルダー８０２の上端の凹状部８０２ａは、チャッキング部材８０３によって囲まれた空間の一部となる。そして、大気状態から真空の状態へ排気する時、基体ホルダー８０２の凹状部８０２ａとチャッキング部材８０３に囲まれた空間（斜線領域）は、円筒状基体８０１周りの空間に比べて排気初期に圧力差が生じてしまう。そのため、基体ホルダー８０２の凹状部８０２ａに残留したダスト８０８が、圧力差の影響でチャッキング部材と基体ホルダーとの間の微小な隙間から矢印の経路で飛散する。そして、飛散したダスト８０８が、搬送容器（不図示）の下部へ向かう排気方向の影響を受けて円筒状基体８０１の表面に付着し、付着したダスト８０８を基点に発生した堆積膜の突起が問題となる場合がある。

そこで本発明は、チャッキング部材が固定される基体ホルダーの凹状部に残留したダストが基体の表面に付着することを防ぐことができる搬送容器及び基体ホルダーの搬送方法を提供することにある。

上記目的を達成するため、本発明の搬送容器は、基体を保持した基体ホルダーを真空状態で搬送可能な搬送容器であって、前記搬送容器は、前記基体ホルダーを保持して前記搬送容器内に対する前記基体ホルダーの搬入及び搬出を行うチャッキング部材を備え、前記基体ホルダーには、前記チャッキング部材によって保持される凹状部が構成されており、前記基体ホルダーを収容した状態で前記搬送容器内を真空排気する際に少なくとも前記凹状部内の空間の圧力と前記基体の周囲の空間の圧力とを等しくする圧力均一化手段を備えていることを特徴とする。

本発明によれば、チャッキング部材が固定される基体ホルダーの凹状部に残留したダストが基体の表面に付着することを防ぐことができる。

本発明者らは、画像不良の原因となる堆積膜の突起の発生原因に関して鋭意検討を行った。その結果、円筒状基体を設置する基体ホルダーに残留したダストが円筒状基体の搬送工程で堆積膜が形成される円筒状基体の外周表面に付着し、そのダストを基点として堆積膜の突起が発生することが判明した。

本発明者らは、円筒状基体の外周表面にダストが付着する原因に関して更に検討した。搬送工程において基体ホルダーに設置した円筒状基体を搬送容器に設置し大気状態から真空状態に排気する工程で、基体ホルダー上端の凹状部とチャッキング部材との間で囲まれた空間（図３の斜線領域）と円筒状基体周りの空間との圧力差が大きいことが判明した。そして、圧力差が大きいと、基体ホルダー上端の凹状部とチャッキング部材との隙間で気体の流速が速くなり、基体ホルダー上端の凹状部に残留したダストの巻上げが発生し、巻上げられたダストが排気される時に円筒状基体の外周表面に流れていくことも判った。

そこで、本発明者らは円筒状基体を設置する基体ホルダーと基体ホルダーを固定するチャッキング部材に関し鋭意検討した。その結果、チャッキング部材で基体ホルダーを保持し、基体ホルダーを収容した状態で搬送容器内を真空排気する際に基体ホルダー上端の凹状部内の空間の圧力と円筒状基体周りの空間の圧力とを等しくする圧力均一化手段を備えた構成を考案した。この構成にすることにより、排気工程におけるダストの巻上げ防止が可能となり円筒状基体外周表面への付着防止が可能であることが判った。

チャッキング部材は、保持した基体ホルダーの凹状部が当接したときに凹状部内の空間に連通する内部空間を有しており、圧力均一化手段は、チャッキング部材の外周面から前記内部空間に貫通した貫通穴である構成としてもよい。

また、基体ホルダーを収容した状態で搬送容器内を真空排気する際には、基体ホルダーの凹状部がチャッキング部材に当接した状態になるように構成した場合には、以下の構成を採用することができる。すなわち、圧力均一化手段は、凹状部の前記チャッキング部材に当接する面に形成された、基体ホルダーの外周面と凹状部内の空間とを連通させる溝であってもよい。あるいは、圧力均一化手段は、チャッキング部材の凹状部に当接する面に形成された、基体ホルダーの外周面と凹状部内の空間とを連通させる溝であってもよい。

また、圧力均一化手段は、チャッキング部材に備えられた移動機構であってもよい。移動機構は、基体ホルダーを収容した搬送容器内を真空排気する際には、基体ホルダーの凹状部とチャッキング部材との間に隙間が形成される位置に基体ホルダーを配置する。また、移動機構は、基体ホルダーを収容した状態で搬送容器の搬送を行う際には、基体ホルダーの凹状部がチャッキング部材に当接する位置に基体ホルダーを配置する。

次に、本発明の実施形態について図面を参照して説明する。

図１は、高周波プラズマＣＶＤ法による電子写真感光体の連続生産装置の一例を示す模式的な構成図である。図１に示す生産装置の構成は以下の通りである。この装置は大別すると、投入装置２１００、加熱装置２２００、反応装置２３００、冷却及び排出装置２４００、及びこれらの装置間で移動可能な搬送装置２５００を備えている。

搬送装置２５００の搬送容器２５０２内には、基体ホルダー（不図示）に設置された円筒状基体２５０８を掴むための爪及び、固定用の円盤、上下移動用のシャフトを備えたチャッキング部材２５０７が設けられている。チャッキング部材２５０７の詳細については後述する。

上記各装置の加熱容器２２０２、反応容器２３０２、冷却及び排出容器２４０２、搬送容器２５０２は真空に減圧可能な円筒状の縦型容器である。それらの容器の各々には容器内を真空排気する排気ポンプ２２０５、２３０５、２４０５、２５０５が設けられている。さらに、それらの容器の各々には、排気バルブ２２０３、２３０３、２４０３、２５０３、２５０９が設けられている。さらに、各容器には開閉ゲート２２０１、２３０１、２４０１、２５０１が設置されている。搬送装置２５００の開閉ゲート２５０１は、他の各容器の開閉ゲート２２０１、２３０１、２４０１に接続可能になっている。

投入容器２１０２には開閉ゲート２１０１が設けられている。投入容器２１０２内には、その内部を大気状態としたまま円筒状基体２５０８が設置される。加熱容器２２０２には加熱時に使用するガスを流入させる補助バルブ２２０４が設けられており、冷却及び排出容器２４０２には容器内を大気に戻すためのリークバルブ２４０４が設けられている。反応容器２３０２には、反応ガス流出バルブ２３０４、２３０６、高周波マッチングボックス（不図示）、及び高周波電源（不図示）が接続されている。

搬送容器２５０２には、容器内を真空に減圧するための排気バルブ２５０３、ゲート間を真空に減圧するための排気バルブ２５０９、ゲート間を大気圧に戻すためのリークバルブ２５０４が設けられており、内部空間を真空排気可能である。さらに、搬送容器２５０２には、基体ホルダーに設置された円筒状基体２５０８を移動させるためのチャッキング部材２５０７が設けられている。チャッキング部材２５０７は、基体ホルダーを保持して搬送容器２５０２内に対する基体ホルダーの搬入及び搬出を行う。搬送装置２５００は、移動用レール２５０６の上を移動可能である。

投入容器２１０２、加熱容器２２０２、反応容器２３０２、冷却及び取り出し容器２４０２の数は、それぞれの処理時間に応じた組み合わせが選択される。また、搬送容器２５０２は、同時に複数の基体を移送出来るように複数設ける事も可能である。また、移動用レール２５０６の形体は直線でもよいし、円でもよい。

このような装置を用いた連続生産は、例えば以下のように行われる。

作業者が投入容器２１０２に円筒状基体２５０８を設置した後に、自動搬送専用の搬送容器２５０２が、投入容器２１０２上に移動し、更に下降して、開閉ゲート２５０１が開閉ゲート２１０１に接続する。

双方の開閉ゲート２５０１、２１０１を開き、円筒状基体２５０８をチャッキング部材２５０７により搬送容器２５０２内に移動させた後、双方の開閉ゲートを閉じ、搬送容器２５０２を所定の位置まで上昇させる。この状態で搬送容器２５０２内を搬送容器２５０２の下部側から排気ポンプ２５０５及び排気バルブ２５０３によって排気し、大気圧から所定の真空度になるまで減圧する。所定の真空度に到達した時点で、搬送容器２５０２を、排気バルブ２２０３及び排気ポンプ２２０５により予め真空保持した加熱容器２２０２に移送する。

加熱用ガスを補助バルブ２２０４から所定の圧力になるまで加熱容器２２０２内に供給し、容器内に設置されているヒーター（不図示）を用いて円筒状基体２５０８を所定の温度に加熱する。加熱された円筒状基体２５０８は、搬送容器２５０２を用いて、排気バルブ２３０３及び排気ポンプ２３０５により予め真空保持した何れかの反応容器２３０２内へ移送される。

反応容器２３０２内で所定の手段により円筒状基体２５０８上に堆積膜を形成する。その後、円筒状基体２５０８は排気バルブ２４０３及び排気ポンプ２４０５により予め真空保持された冷却及び排出容器２４０２に移送され、所定の温度になるまで冷却される。そして、容器２４０２内が大気圧になるまでリーク用ガスをリークバルブ２４０４から流した後、容器２４０２内から円筒状基体２５０８を搬出する。

加熱容器２２０２、反応容器２３０２、冷却及び排出容器２４０２と搬送容器２５０２との間での円筒状基体２５０８の受け渡しの際には、まず搬送装置２５００が所定の容器上に移動し、開閉ゲート２５０１を所定の開閉ゲート２２０１〜２４０１に接続させる。その後、排気ポンプ２５０５及び排気バルブ２５０９にて開閉ゲート間を真空にする。なお、搬送容器２５０２内が所定の真空度で無い場合は、排気バルブ２５０３にて減圧を行う。

開閉ゲート間が所定の真空度に到達した段階で、双方の開閉ゲートを開き、円筒状基体２５０８の受け渡しを行う。受け渡し終了後、双方の開閉ゲートは閉じられ、リークバルブ２５０４からリーク用ガスを流し、ゲート間を大気圧にする。その後、搬送容器２５０２の開閉ゲート２５０１は切り離され、搬送装置２５００は次工程へ移動する。

なお、基体ホルダーに設置された円筒状基体２５０８の受け渡しはチャッキング部材２５０７を用いて行われる。これらの工程は全て自動制御によって行われる。

次に、堆積膜の形成方法について、図２に示す堆積膜形成装置の模式的な構成図を参照して更に詳細に説明する。

図２に示す装置は、大別すると、反応装置３１００、原料ガス供給装置３２００、及び反応装置３１００内を減圧するための排気装置（不図示）を備えている。反応装置３１００内は、開閉ゲート３１１０及び底板３１２６から絶縁部材３１２１によって絶縁された高周波電極３１１１で構成されている。反応装置３１００内には、アースに接続された円筒状基体３１１２、円筒状基体の加熱用ヒーター３１１３、原料ガス導入管３１１４が設置されている。高周波電極３１１１には、高周波マッチングボックス３１１５を介して高周波電源３１２０が接続されている。

原料ガス供給装置３２００は、ＳｉＨ₄、Ｈ₂、ＣＨ₄、ＮＯ、Ｂ₂Ｈ₆、ＣＦ₄等の原料ガスボンベ３２２１〜３２２６と、バルブ３２３１〜３２３６、３２４１〜３２４６、３２５１〜３２５６及びマスフローコントローラー３２１１〜３２１６を有している。各構成ガスのボンベは、補助バルブ３２１０及びガス供給配管３１１６を介して反応装置３１００内の原料ガス導入管３１１４に接続されている。

円筒状基体３１１２は基体ホルダー３１２３の上に設置され、更に円筒状基体３１１２上部にはキャップホルダー３１２５が設置されている。基体ホルダー３１２３及びキャップホルダー３１２５は導電性部材で構成されている。導電性材料からなる円筒状基体３１１２は基体ホルダー３１２３を介してアースに接続されている。また基体ホルダー３１２３は上端にチャッキング部材で固定可能な凹状部３１２３ａを有している。

図２に示す装置を用いて、例えば、アモルファスシリコン電子写真感光体を作成するには以下のようにして行う。

不図示の排気手段により真空に減圧された反応装置３１００内に所定の温度に加熱された円筒状基体３１１２を搬送容器（図示せず）により開閉ゲート３１１０を介して設置する。

続いて、円筒状基体の加熱用ヒーター３１１３により円筒状基体３１１２の温度を２０℃〜５００℃の所望の温度に制御する。次いで、原料ガスを反応装置３１００内に流入させる前に、ガスボンベのバルブ３２３１〜３２３６及び反応容器のリークバルブ３１１７が閉じられていることを確認する。また、流入バルブ３２４１〜３２４６、流出バルブ３２５１〜３２５６、補助バルブ３２１０が開かれていることを確認する。そして、メインバルブ３１１８を開いて反応装置３１００及びガス供給配管３１１６を排気する。

その後、真空計３１１９の値が０．７Ｐａになった時点で補助バルブ３２１０と流出バルブ３２５１〜３２５６を閉じる。その後、バルブ３２３１〜３２３６を開いてガスボンベ３２２１〜３２２６から各ガスを導入し、圧力調整器３２６１〜３２６６により各ガス圧を所定の圧力に調整する。次に、流入バルブ３２４１〜３２４６を徐々に開けて各ガスをマスフローコントローラー３２１１〜３２１６内に導入する。

以上の手順によって成膜準備を完了した後、円筒状基体３１１２上に、まず電荷注入阻止層の形成を行う。

即ち、円筒状基体３１１２が所望の温度になったところで、各流出バルブ３２５１〜３２５６のうちの必要なものと補助バルブ３２１０とを徐々に開く。これにより、各ガスボンベ３２２１〜３２２６から所望の原料ガスをガス導入管３１１４を介して反応装置３１００内に導入する。次に、各マスフローコントローラー３２１１〜３２１６によって、各原料ガスが所望の流量になるように調整する。その際、反応装置３１００内が１３３Ｐａ以下の所望の圧力になるように、真空計３１１９を見ながらメインバルブ３１１８の開口を調整する。内圧が安定したところで、高周波電源３１２０を所望の電力に設定して、例えば１３．５６ＭＨｚの高周波電力を高周波マッチングボックス３１１５を介して高周波電極３１１１に供給し、高周波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装置３１００内に導入させた各原料ガスが分解され、円筒状基体３１１２上に所望の珪素原子を主成分とする電荷注入阻止層が堆積される。

所望の膜厚の電荷注入阻止層の形成が行われた後、反応装置３１００内に供給する原料ガスを光導電層の形成に必要な原料ガスに切り換えて所望の膜厚の形成を行う。その後、高周波電力の供給を止め、各流出バルブ３２５１〜３２５６を閉じて反応装置３１００への各原料ガスの流入を止め、光導電層の形成を終える。

上記光導電層上に表面層を形成する場合も基本的には上記の操作を繰り返せばよく、反応装置３１００内の原料ガスを排気した後、反応装置３１００内に供給する原料ガスを表面層に必要な原料ガスに切り換えて反応装置３１００内に流す。所定の内圧に調整した後に前層と同様の操作により所望の膜厚の表面層を形成すればよい。

表面層の膜厚としては、通常０.０１μｍ〜３μｍ、好適には０.０５μｍ〜２μｍ、最適には０.１μｍ〜１μｍが望ましい。膜厚が０.０１μｍよりも薄いと電子写真感光体としての機械的強度が損なわれる場合がある。また表面層の膜厚が３μｍを越えると残留電位が増加するなど、電子写真特性が損なわれる場合がある。

図３から図７は、本実施形態の基体ホルダーを円盤、シャフト及び爪部を備えたチャッキング部材でチャッキングした状態を示す模式図である。図３、図４（ａ）、図５（ａ）、図６（ａ）、図７（ａ）及び図７（ｂ）は概略断面図であり、図４（ｂ）、図５（ｂ）、図６（ｂ）は平面図である。ただし、それらの平面図ではチャッキング部材は不図示とした。

まず、基体ホルダーの構成について説明する。

図３〜図７に示した基体ホルダー１０２、４０２、５０２、６０２、７０２は、円筒状基体１０１、４０１、５０１、６０１、７０１を基体ホルダー１０２、４０２、５０２、６０２、７０２の下部に設けられたフランジ部の上に設置する構成を有している。基体ホルダー１０２、４０２、５０２、６０２、７０２は、円筒状基体１０１、４０１、５０１、６０１、７０１の内周面に対向する位置に、円筒状基体の内周面との間に隙間をおいて配置されている。また、キャップホルダー１０４、４０４、５０４、６０４、７０４が、円筒状基体１０１、４０１、５０１、６０１、７０１の上方であって基体ホルダー１０２、４０２、５０２、６０２、７０２の外周面に対向する位置に配置されている。キャップホルダー１０４、４０４、５０４、６０４、７０４は、基体ホルダーの外周面との間に隙間をおいて配置されている。

円筒状基体１０１、４０１、５０１、６０１、７０１は、上記のように構成された基体ホルダーに設置され、チャッキング部材により固定されて搬送容器（不図示）内に大気状態で設置され、その後、搬送容器内は所定の圧力になるまで減圧される。

次に、チャッキング部材の構成について説明する。

図３〜図７に示したチャッキング部材１０３、４０３、５０３、６０３、７０３は、シャフト１０６、４０６、５０６、６０６、７０６、爪部１０７、４０７、５０７、６０７、７０７、及び円盤１０５、４０５、５０５、６０５、７０５を備えている。チャッキング部材は、下部にフランジ部を備えた筒状のケース１１０、４１０、５１０、６１０、７１０をさらに有している。円盤１０５、４０５、５０５、６０５、７０５は、ケースの下部のフランジ部に取り付けられている。シャフト１０６、４０６、５０６、６０６、７０６はケース１１０、４１０、５１０、６１０、７１０の筒状部内に挿通されている。シャフト１０６、４０６、５０６、６０６、７０６の先端には２つの爪部１０７、４０７、５０７、６０７、７０７が設けられている。２本の爪部１０７、４０７、５０７、６０７、７０７は、シャフト１０６、４０６、５０６、６０６、７０６に対して対称に配置されている。２つの爪部は、リンク機構１０７ａ、４０７ａ、５０７ａ、６０７ａ（図７では不図示）によって、シャフトに近接した位置とシャフトから離れた位置との間を移動可能になっている。

ここで、チャッキング部材による基体ホルダーのチャッキング工程について説明する。図３を参照すると、まず、２本の爪部１０７をシャフト１０６に近接した位置に配置した状態で、円筒状基体１０１が設置された基体ホルダー１０２の上端の凹状部１０２ａの位置までチャッキング部材１０３を下降させる。その後、２本の爪部１０７をシャフト１０６から離れた位置に移動させて、２本の爪部１０７を基体ホルダー１０２上端の凹状部１０２ａにクランプさせる。これにより、基体ホルダー１０２上端の凹状部１０２ａが２つの爪部１０７とチャッキング部材１０３の円盤１０５との間に固定され、チャッキング部材による基体ホルダーのチャッキング工程が完了する。このチャッキング工程は、図４〜図６のチャッキング部材４０３、５０３、６０３によっても同様に行われる。

続いて、図３〜図７に示した各チャッキング部材の特徴について説明する。

図３に示すチャッキング部材１０３では、ケース１１０の一部に貫通穴１０９が形成されている。チャッキング部材１０３によって基体ホルダー１０２が保持されて基体ホルダー１０２の上端が円盤１０５に当接した状態では、ケース１１０の内部及び基体ホルダー１０２上端の凹状部１０２ａ内によって空間（図３の斜線部）が形成される。この空間は、貫通穴１０９を介して外部に連通している。したがって、ケース１１０及び基体ホルダー１０２上端の凹状部１０２ａの空間内の圧力は、円筒状基体１０１の周囲の空間の圧力と等しくなっている。ケース１１０に形成する貫通穴１０９の大きさ、形状および個数は、上記のようにケース１１０及び基体ホルダー１０２上端の凹状部１０２ａの空間内の圧力と円筒状基体１０１の周囲の空間の圧力とに差が生じない構成であれば、特に制限は無い。

図４に示すチャッキング部材４０３では、基体ホルダー４０２上端の凹状部４０２ａの、チャッキング部材４０３の円盤４０５に接触する面に溝４１１が形成されている。チャッキング部材４０３によって基体ホルダー４０２が保持されて基体ホルダー４０２の上端が円盤４０５に当接した状態では、ケース４１０及び基体ホルダー４０２上端の凹状部４０２ａの内部の空間はこの溝４１１を介して外部に連通する。したがって、ケース４１０及び基体ホルダー４０２上端の凹状部４０２ａの空間（図４の斜線部）内の圧力は、円筒状基体４０１の周囲の空間の圧力と等しくなっている。溝４１１の大きさ、形状および個数は、上記のようにケース４１０及び基体ホルダー４０２上端の凹状部４０２ａの空間内の圧力と円筒状基体４０１の周囲の空間の圧力とに差が生じない構成であれば、特に制限は無い。図４に示す例では、基体ホルダー４０２の周方向に沿って４つの溝４１１が等間隔に形成されている。

なお、図４に示すように基体ホルダー４０２に溝４１１を形成する構成では、キャップホルダー４０４とチャッキング部材４０３の円盤４０５との間に十分な隙間を形成することが好ましい。これは、溝４１１によるケース４１０等の内部空間と周囲空間との連通を妨げないためである。そのような隙間を形成するために、キャップホルダー４０４の長さを短くしたり、キャップホルダー４０４の上面に溝を設けたりすることが可能である。

図５に示すチャッキング部材５０３では、チャッキング部材５０３の円盤５０５の、基体ホルダー５０２上端の凹状部５０２ａに接触する面に溝５１１が形成されている。チャッキング部材５０３によって基体ホルダー５０２が保持されて基体ホルダー５０２の上端が円盤５０５に当接した状態では、ケース５１０及び基体ホルダー５０２上端の凹状部５０２ａの内部の空間（図５の斜線部）はこの溝５１１を介して外部に連通する。したがって、ケース５１０及び基体ホルダー５０２上端の凹状部５０２ａの空間内の圧力は、円筒状基体５０１の周囲の空間の圧力と等しくなっている。溝５１１の大きさ、形状および個数は、上記のようにケース５１０及び基体ホルダー５０２上端の凹状部５０２ａの空間内の圧力と円筒状基体５０１の周囲の空間の圧力とに差が生じない構成であれば、特に制限は無い。図５に示す例では、円盤５０５の周方向に沿って４つの溝５１１が等間隔に形成されている。

図６に示すチャッキング部材６０３は、図３に示した特徴と、図４に示した特徴とを備えている。すなわち、チャッキング部材６０３では、ケース６１０の一部に貫通穴６０９が形成されているとともに、基体ホルダー６０２上端の凹状部６０２ａの、チャッキング部材６０３の円盤６０５に接触する面に溝６１１が形成されている。この構成によれば、ケース６１０及び基体ホルダー６０２上端の凹状部６０２ａの内部の空間（図６の斜線部）が、貫通穴６０９と溝６１１との両方を介して外部に連通する。そのため、その内部空間の圧力をより確実に円筒状基体６０１の周囲の空間の圧力と等しくすることが可能である。

また、図７に示すチャッキング部材７０３は、爪部７０７をシャフト７０６に対して上下方向に移動させる移動機構７１２を備えている。移動機構７１２としては、モータとギアを用いた駆動機構、電磁石、エアシリンダなどを好適に用いることができる。

図７では不図示であるが、チャッキング部材７０３は、爪部７０７をシャフト７０６に近接した位置とシャフト７０６から離れた位置との間で移動させるリンク機構も備えている。なお、図７に示すチャッキング部材７０３は、図３〜図６に示した構成とは異なり、ケース７１０の貫通孔や、基体ホルダー７０２上部の凹状部７０２ａや円盤７０５の溝は形成されていない。

図７（ａ）に示す状態では、移動機構７１２によって爪部７０７がシャフト７０６に対する下側位置に配置され、爪部７０７の大部分がケース７１０から突出している。この状態では、爪部７０７に保持された基体ホルダー７０２上部の凹状部７０２ａと、チャッキング部材７０３の円盤７０５との間に隙間が形成されている。したがって、基体ホルダー７０２の凹状部７０２ａ内の空間と、チャッキング部材７０３のケース７１０内の空間は、それぞれ周囲の空間に開放されている。

一方、図７（ｂ）に示す状態では、移動機構７１２によって爪部７０７がシャフト５０６に対する上側位置に配置され、爪部７０７が図７（ａ）に示す位置よりもケース７１０内に引き込まれた状態となっている。この状態では、爪部７０７に保持された基体ホルダー７０２上部の凹状部７０２ａと、チャッキング部材７０３の円盤７０５とが互いに密着しており、両者の間に隙間は形成されていない。したがって、基体ホルダー７０２の凹状部７０２ａとチャッキング部材７０３のケース７１０とによって形成された空間は、周囲の空間に対して閉じた状態となっている（図７の斜線部を参照）。

ここで、図７に示すチャッキング部材７０３による基体ホルダー７０２のチャッキング動作について、図１を参照しながら説明する。

チャッキング部材７０３で基体ホルダー７０２をチャッキングする際には、まず、リンク機構（不図示）によって２本の爪部７０７をシャフト７０６に近い位置に配置し、かつ移動機構７１２によって２本の爪部７０７を上側位置に配置した状態とする。この状態で、円筒状基体７０１が設置された基体ホルダー７０２の上端の凹状部７０２ａの位置までチャッキング部材７０３を下降させる。その後、移動機構７１２によって２本の爪部７０７を下側位置に移動させ、基体ホルダー７０２をチャッキング可能な所定の位置まで２本の爪部７０７を下降させる。この段階で、２本の爪部７０７をシャフト７０６から離れた位置に移動させて、２本の爪部７０７を投入装置２１００（図１参照）内に設置された基体ホルダー７０２の上端の凹状部７０２ａにクランプさせる（図７（ａ）参照）。

その後、基体ホルダー７０２は上昇させられて搬送容器２５０２（図１参照）内に収容される。そして、チャッキング部材７０３の円盤７０５と基体ホルダー７０２上端の凹状部７０２ａとの間に隙間を形成した状態で、搬送容器２５０２内で大気状態から真空状態にまで排気が行われる。そして、搬送容器２５０２内が所定の真空度に達した後、移動機構７１２によって爪部７０７を上側位置に移動させ、基体ホルダー７０２上部の凹状部７０２ａとチャッキング部材７０３の円盤７０５とを互いに密着させた状態に維持する（図７（ｂ）参照）。その後、搬送容器２５０２は次の加熱装置２２００（図１参照）まで搬送される。

以下に、実施例により本発明を詳細に説明するが、本発明はこれらの実施例に何ら限定されるものではない。

［実施例１］
図３に示す構成のチャッキング部材１０３と基体ホルダー１０２に直径８４ｍｍ、長さ３８１ｍｍのアルミニウムからなる円筒状基体１０１を設置した。そして、図２の堆積膜形成装置を用いた図１に示す構成の連続生産装置によって、表１に示す条件で電子写真感光体を５０本作製した。

本実施例では、大気状態から真空状態への排気は、搬送容器２５０２内にアルミニウムからなる円筒状基体２５０８を設置し、チャッキング部材２５０７の全長４５ｍｍ、幅１５ｍｍの爪部１０７でクランプ固定したままで行った。具体的には、大気状態から排気バルブ２５０９及び排気ポンプ２５０５によって排気を行い、１５分後に２．６７ｋＰａに達する排気速度で真空排気を行った。

また、図３のチャッキング部材１０３のケース１１０には、直径１０ｍｍの貫通穴１０９をケース１１０の径方向の対向位置に２箇所設けた。

基体ホルダー１０２は、チャッキング部材１０３によって固定される箇所が凹状部１０２ａを有した形状をしている。また、基体ホルダー１０２には、堆積膜形成工程及びホーニング工程、洗浄工程、乾燥工程を行った後の基体ホルダーを使用した。

＜比較例１＞
図８に示す構成の貫通穴を有しないケース８１０を備えたチャッキング部材８０３を用いること以外は、実施例１と同様に表１に示す条件で、円筒状基体上８０１に電子写真感光体を５０本作製した。円筒状基体上８０１としては、直径８４ｍｍ、長さ３８１ｍｍの円筒状アルミニウム基体を用いた。

実施例１および比較例１で作製した電子写真感光体に対して、「突起」の評価を以下の具体的な方法で行った。

「突起」
作製した電子写真感光体に対して、光学顕微鏡を用いて自動で全面スキャンし、電子写真感光体表面に存在する２０μｍ以上の突起の個数を調べた。

作製した全ての電子写真感光体に関し、５０本に対する突起の個数の平均値を「突起数」とし、比較例１で得られた平均値を１００とした相対比較を行った。値が小さいほど突起が少なく画質に優れていることを示す。その結果を表２に示す。

表２に示す結果から、基体ホルダー１０２の凹状部１０２ａにダストが存在する場合があっても、チャッキング部材１０３のケース１１０に貫通穴１０９を設けることにより、突起の少ない電子写真感光体が得られることが判明した。

［実施例２］
図４に示す構成の基体ホルダー４０２を用いる以外は、実施例１と同様に、直径８４ｍｍ、長さ３８１ｍｍのアルミニウムからなる円筒状基体４０１を設置した。そして、図２の堆積膜形成装置を用いた図１に示す構成の連続生産装置によって、表１に示す条件で電子写真感光体を作製した。

なお、チャッキング部材４０３は、ケース４１０に貫通穴は設けなかった。図４の基体ホルダー４０２には、チャッキング部材４０３の円盤４０５に接する面に、図４（ｂ）に示すように深さ５ｍｍ、幅２０ｍｍの溝４１１を４箇所設けた。

また、基体ホルダー４０２は、チャッキング部材４０３によって固定される箇所が凹状部４０２ａを有した形状をしている。また、基体ホルダー４０２には、堆積膜形成工程及びホーニング工程、洗浄工程、乾燥工程を行った後の基体ホルダーを使用した。

作製した電子写真感光体に対し実施例１と同様の方法で突起の評価を行った。その結果を表３に示す。

表３に示す結果から、基体ホルダー４０２の凹状部４０２ａにダスト４０８が存在する場合があっても、基体ホルダー上端の凹状部に溝４１１を形成することにより突起の少ない電子写真感光体が得られることが判明した。

［実施例３］
図５に示すチャッキング部材５０３を用いる以外は、実施例１と同様に、直径８４ｍｍ、長さ３８１ｍｍのアルミニウムからなる円筒状基体５０１を設置した。そして、図２の堆積膜形成装置を用いた図１に示す構成の連続生産装置によって、表１に示す条件で電子写真感光体を作製した。

本実施例のチャッキング部材５０３は、チャッキング部材５０３の円盤５０５の、基体ホルダー５０２上端の凹状部５０２ａに接する面に、図８（ｂ）に示すように深さ５ｍｍ、幅２０ｍｍの溝５１１を４箇所設けた。なお、チャッキング部材５０３のケース５１０に貫通穴は設けなかった。

また、基体ホルダー５０２は、チャッキング部材５０３によって固定される箇所が凹状部５０２ａを有した形状をしている。また、基体ホルダー５０２には、堆積膜形成工程及びホーニング工程、洗浄工程、乾燥工程を行った後の基体ホルダーを使用した。

作製した電子写真感光体に対し実施例１と同様の方法で突起の評価を行った。その結果を表４に示す。

表４に示す結果から、基体ホルダー５０２の凹状部５０２ａにダスト５０８が存在する場合があっても、チャッキング部材５０３の円盤５０５に溝を形成することにより突起の少ない電子写真感光体が得られることが判明した。

［実施例４］
図６に示す構成のチャッキング部材６０３と基体ホルダー６０２を使用する以外は実施例１と同様にして電子写真感光体を作製した。すなわち、実施例１と同様に直径８４ｍｍ、長さ３８１ｍｍのアルミニウムからなる円筒状基体６０１を設置し、図２の堆積膜形成装置を用いた図１に示す構成の連続生産装置によって、表１に示す条件で電子写真感光体を作製した。

図６のチャッキング部材６０３のケース６１０には、直径１０ｍｍの穴を径方向の対向位置に２箇所設けた。また、図６の基体ホルダー６０２は、チャッキング部材６０３の円盤６０５の、基体ホルダー６０２上端の凹状部６０２ａに接する面に、図６（ｂ）に示すように深さ５ｍｍ、幅２０ｍｍの溝６１１を４箇所設けた。

また、基体ホルダー６０２は、チャッキング部材６０３によって固定される箇所が凹状部６０２ａを有した形状をしている。また、基体ホルダー６０２には、堆積膜形成工程及びホーニング工程、洗浄工程、乾燥工程を行った後の基体ホルダーを使用した。

作製した電子写真感光体に対し実施例１と同様の方法で突起の評価を行った。その結果を表５に示す。

表５の結果から、基体ホルダー６０２の凹状部６０２ａにダスト６０８が存在する場合があっても、チャッキング部材のケースに貫通穴を形成して基体ホルダー上端の凹状部に溝を形成することで、突起の少ない電子写真感光体が得られることが判明した。

［実施例５］
図７に示す構成のチャッキング部材７０３を使用する以外は実施例１と同様にして電子写真感光体を作製した。すなわち、実施例１と同様に直径８４ｍｍ、長さ３８１ｍｍのアルミニウムからなる円筒状基体７０１を設置し、図２の堆積膜形成装置を用いた図１に示す構成の連続生産装置によって、表１に示す条件で電子写真感光体を作製した。

本実施例では、エアシリンダで構成されエアによって制御される移動機構７１２を備えたチャッキング部材７０３を使用した。基体ホルダー７０２を収容した搬送容器２５０２内を大気状態から真空状態へ排気する際には、チャッキング部材７０３は円盤７０５と基体ホルダー７０２上端の凹状部７０２ａとの間に隙間を形成した状態で基体ホルダー７０２を保持する（図７（ａ）参照）。また、基体ホルダー７０２を収容した搬送容器２５０２を移動させる際には、チャッキング部材７０３は基体ホルダー７０２上部の凹状部７０２ａと円盤７０５とを互いに密着させた状態で基体ホルダー７０２を保持する（図７（ｂ）参照）。そのためのチャッキング部材７０３の具体的な動作は上述した通りである。

基体ホルダー７０２は、チャッキング部材７０３によって固定される箇所が凹状部７０２ａを有した形状をしている。また、基体ホルダー７０２には、堆積膜形成工程及びホーニング工程、洗浄工程、乾燥工程を行った後の基体ホルダーを使用した。

作製した電子写真感光体に対し実施例１と同様の方法で突起の評価を行った。その結果を表６に示す。

表６の結果から、基体ホルダー７０２の凹状部７０２ａにダスト７０８が存在する場合でも、真空排気時にチャッキング部材の円盤と基体ホルダー上端の凹状部とが接しないように隙間を設けることで突起の少ない電子写真感光体が得られることが判った。さらに、搬送時にはその隙間を無くすことでアルミニウムからなる円筒状基体の搬送を安定して行うことが可能となった。

高周波プラズマＣＶＤ法による電子写真感光体の連続生産装置の一例を示す模式的な構成図である。堆積膜形成装置の模式的な構成図である。本発明の実施形態に係る、基体ホルダーを円盤、シャフト及び爪部を備えたチャッキング部材でチャッキングした状態を示す模式図である。本発明の実施形態に係る、基体ホルダーを円盤、シャフト及び爪部を備えたチャッキング部材でチャッキングした状態を示す模式図である。本発明の実施形態に係る、基体ホルダーを円盤、シャフト及び爪部を備えたチャッキング部材でチャッキングした状態を示す模式図である。本発明の実施形態に係る、基体ホルダーを円盤、シャフト及び爪部を備えたチャッキング部材でチャッキングした状態を示す模式図である。本発明の実施形態に係る、基体ホルダーを円盤、シャフト及び爪部を備えたチャッキング部材でチャッキングした状態を示す模式図である。従来技術に係る、基体ホルダーを円盤、シャフト及び爪部を備えたチャッキング部材でチャッキングした状態を示す模式図である。

符号の説明

１０１、４０１、５０１、６０１、７０１円筒状基体
１０２、４０２、５０２、６０２、７０２基体ホルダー
１０３、４０３、５０３、６０３、７０３チャッキング部材
１０９、６０９貫通穴
４１１、５１１、６１１溝
７１２移動機構
２５０２搬送容器

Claims

基体を保持した基体ホルダーを内部に収容して真空状態で搬送する搬送容器であって、
前記搬送容器は、前記基体ホルダーを保持して前記搬送容器内に対する前記基体ホルダーの搬入及び搬出を行うチャッキング部材を備え、
前記基体ホルダーには、前記チャッキング部材によって保持される凹状部が構成されており、
前記基体ホルダーを収容した状態で前記搬送容器内を真空排気する際に少なくとも前記凹状部内の空間の圧力と前記基体の周囲の空間の圧力とを等しくする圧力均一化手段を備えていることを特徴とする搬送容器。
前記チャッキング部材は、保持した前記基体ホルダーの前記凹状部が当接したときに前記凹状部内の空間に連通する内部空間を有しており、
前記圧力均一化手段は、前記チャッキング部材の外周面から前記内部空間に貫通した貫通穴である、請求項１に記載の搬送容器。
前記基体ホルダーを収容した状態で前記搬送容器内を真空排気する際には、前記基体ホルダーの前記凹状部が前記チャッキング部材に当接した状態になるように構成されており、
前記圧力均一化手段は、前記凹状部の前記チャッキング部材に当接する面に形成された、前記基体ホルダーの外周面と前記凹状部内の空間とを連通させる溝である、請求項１または２に記載の搬送容器。
前記基体ホルダーを収容した状態で前記搬送容器内を真空排気する際には、前記基体ホルダーの前記凹状部が前記チャッキング部材に当接した状態になるように構成されており、
前記圧力均一化手段は、前記チャッキング部材の前記凹状部に当接する面に形成された、前記基体ホルダーの外周面と前記凹状部内の空間とを連通させる溝である、請求項１または２に記載の搬送容器。
前記圧力均一化手段は、前記基体ホルダーを収容した前記搬送容器内を真空排気する際には、前記基体ホルダーの前記凹状部と前記チャッキング部材との間に隙間が形成される位置に前記基体ホルダーが配置され、前記基体ホルダーを収容した状態で前記搬送容器の搬送を行う際には、前記基体ホルダーの前記凹状部が前記チャッキング部材に当接する位置に前記基体ホルダーが配置されるように前記基体ホルダーを移動させる、前記チャッキング部材に備えられた移動機構である、請求項１に記載の搬送容器。
基体を保持した基体ホルダーを真空排気可能な搬送容器内に収容して真空状態で搬送する基体ホルダーの搬送方法であって、
前記基体ホルダーに構成された凹状部をチャッキング部材によって保持し、前記基体ホルダーを前記搬送容器内に搬入する搬入工程と、
少なくとも前記凹状部内の空間の圧力と前記基体の周囲の空間の圧力とが等しくなるように維持した状態で、前記搬送容器内を真空排気する排気工程と、
を有することを特徴とする基体ホルダーの搬送方法。
前記搬入工程では、前記基体ホルダーの前記凹状部が前記チャッキング部材に当接する位置に前記基体ホルダーを配置し、
前記排気工程では、前記基体ホルダーの前記凹状部と前記チャッキング部材との間に隙間が形成される位置に前記基体ホルダーを配置する、
請求項６に記載の基体ホルダーの搬送方法。