JP2019191357A - 電子写真感光体の製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】 機械式の搬送機構を用いて基体を反応容器の内部に設置する場合、基体が正常位置に設置されず、所望の膜を形成できない場合がある。【解決手段】 吊り下げ式で反応容器の内部まで基体ホルダーを搬送する搬送工程が、（ｉ）基体ホルダーをチャッキング部材で把持し、吊り下げた状態で基体ホルダーの垂直度を測定し、垂直度が規定値以上であるか規定値未満であるかを判断する工程と、（ｉｉ）工程（ｉ）で垂直度が規定値未満であると判断された場合は、基体ホルダーを搬送する工程に進み、工程（ｉ）で垂直度が規定値以上であると判断された場合は、チャッキング部材による把持を解除し、基体ホルダーを回転させた後、工程（ｉ）をやり直す工程と、を有する。【選択図】 図１

Description

本発明は、プラズマＣＶＤ法を用いた電子写真感光体の製造方法に関する。

電子写真感光体として、水素原子および／またはハロゲン原子を含有し、ケイ素原子を母体とするアモルファス材料、いわゆるアモルファスシリコンで構成されている堆積膜を有する電子写真感光体が知られている。

アモルファスシリコンで構成されている堆積膜の形成方法としては、例えば、高周波電力のグロー放電により堆積膜形成用ガスのプラズマを生成し、その分解種を基体の上に堆積させるプラズマＣＶＤ法が挙げられる。

このような方法で、電子写真感光体を製造する場合、円筒状の基体を搬送容器の内部で保持したり、真空の反応容器の内部に設置したりする場合があり、そのための方法に関して、様々な提案がされている。

特許文献１には、搬送専用の搬送容器を設け、反応容器と搬送容器の間で基体の出し入れおよび移動を可能とした搬送機構を用い、基体を反応容器の内部に設置する工程において、塵埃の基体への付着を抑制する堆積膜形成方法が記載されている。

特開２０１２−２４１２７８号公報

しかしながら、特許文献１に記載されているような搬送機構を用いた場合、機械式の搬送機構を用いて基体を反応容器の内部に設置するため、基体が正常位置に設置されず、所望の膜を形成できない場合がある。例えば、搬送機構を用いて基体ホルダーを吊り下げたときに傾いた状態で反応容器の内部のホルダー受け台に設置しようとした場合、基体ホルダーの設置動作がうまくいかず、途中で停止してしまう。そのため、基体ホルダーの設置異常が発生してしまい、それ以降の工程に進むことができなくなり、膜の形成（成膜）が中断してしまう。

上述した課題を解決するために、本発明は、
円筒状の基体ホルダーに円筒状の基体を設置し、前記基体ホルダーをチャッキング部材で把持した状態で搬送容器の内部に搬入して収容し、吊り下げ式で反応容器の内部まで前記基体ホルダーを搬送する搬送工程と、
前記基体ホルダーを前記反応容器の内部に設置する工程と、
前記反応容器の内部で前記基体の上に堆積膜を形成する堆積膜形成工程と、
を行う電子写真感光体の製造方法において、
前記搬送工程が、
（ｉ）前記基体ホルダーを前記チャッキング部材で把持し、吊り下げた状態で前記基体ホルダーの垂直度を測定し、前記垂直度が規定値以上であるか規定値未満であるかを判断する工程と、
（ｉｉ）前記工程（ｉ）で前記垂直度が規定値未満であると判断された場合は、前記基体ホルダーを搬送する工程に進み、前記工程（ｉ）で前記垂直度が規定値以上であると判断された場合は、前記チャッキング部材による把持を解除し、前記基体ホルダーを回転させた後、に前記工程（ｉ）をやり直す工程と、
を有することを特徴とする電子写真感光体の製造方法である。

本発明によれば、機械式の搬送機構を用いて基体を反応容器の内部に設置する場合において、基体を設置する前に基体の設置動作がうまくいくかどうかを判別することができ、不適切な設置による歩留まり低下を抑えることができる。

電子写真感光体の製造装置の例を示す模式図である。 電子写真感光体の製造装置の例を示す模式図である。

図２は、搬送機構２０００および堆積膜形成装置２１００を有する電子写真感光体の製造装置の例を示す模式図である。

搬送容器２０１は、垂直方向移動機構２０２によって垂直方向に移動可能であり、水平方向移動機構２０３によって搬送レール２０４に沿って水平方向に移動可能である。搬送容器２０１は、下部にゲート弁２０５、内部に垂直方向に移動可能なアーム２０６が設置されている。アーム２０６は、円筒状基体２１１Ａおよび２１１Ｂならびに円筒状の補助部材２２９が設置された基体ホルダー２１２を把持可能なチャッキング部材２０７を有する。搬送容器２０１の内部には、基体ホルダーが搬入され、収容される。

反応容器２１０は、マッチングボックス２１３および高周波電源２１４が接続されている。反応容器２１０の上部には、碍子２１５を介してゲート弁２１６が設置されている。反応容器２１０の内部には、ホルダー受け台２１７、基体加熱用ヒーター２１８およびガス供給管２１９が設置されている。円筒状の基体２１１Ａおよび２１１Ｂが設置された基体ホルダー２１２は、ホルダー受け台２１７に設置される。ホルダー受け台２１７は、支軸２２１およびベースプレート２２２を介して接地されている。反応容器２１０とベースプレート２２２との間には、碍子２２６が設置されている。反応容器２１０の下部には、排気装置（不図示）に接続された排気配管２２７および圧力計２２８が接続されている。

以下、図１および図２を用いて、本発明の電子写真感光体の製造方法の一例について説明する。

工程（ｉ）
図１において、例えば、旋盤を用いて表面に鏡面加工を施した円筒状の基体１１１Ａおよび１１１Ｂは、円筒状の補助部材１２９とともに基体ホルダー１１２に装着され、基体ホルダー１１２はホルダー受け台１１７に設置する。その後、搬送容器１０１の内部のアーム１０６を介して基体１１１Ａおよび１１１Ｂが設置された基体ホルダー１１２は、チャッキング部材１０７により把持される。そして、基体ホルダー１１２をチャッキング部材１０７で把持し、図１のように吊り下げた状態で基体ホルダー１１２の垂直度（鉛直度）を測定する。具体的には、基体ホルダー１１２の中心軸１３１と同一平面上に基準線１３２を仮定し、補助部材１２９の側面と基体ホルダー１１２の下部の側面の２点について、基準線１３２に沿って任意に移動可能な基準位置１３３からの距離を計測する。また、基準位置１３３の高さ方向の相対距離の図１中のＡも計測する。そして、２点の得られた値を結ぶ直線を算出する。つまり、補助部材１２９の側面と基体ホルダー１１２の下部の側面の傾きを算出し、この傾きを垂直度と定義する。

距離を計測する方法としては、簡易で測定精度が高いことから、計測器１３４としてレーザー変位計を用いて計測する方法が好ましい。また、計測器１３４の数としては、計測器１３４のコストと計測にかかる時間との兼ね合いから、２個が好ましい。測定点は、垂直度の傾きが求められるように、２点以上あればよく、測定精度と測定時間との兼ね合いで決定すればよい。

垂直度の測定は、基体ホルダー１１２の周方向位置の１点について測定してもよいが、周方向位置を９０度または４５度ずらした２点または３点について測定することが好ましい。

本発明では、測定で得られた垂直度が、規定値未満であるか所定値以上であるかを判断する。垂直度が規定値以上で基体ホルダー１１２が傾いた状態でチャッキング部材１０７が吊り下げられた場合、反応容器２１０の内部のホルダー受け台２１７に基体ホルダー２１２が正常に設置できないため、堆積膜の形成が困難になる。

工程（ｉｉ）
垂直度が規定値未満である場合には、基体ホルダーを搬送する工程に進む。

垂直度が規定値以上である場合には、基体ホルダーを搬送する工程には進まず、一旦、基体ホルダー１１２を下ろし、ホルダー受け台１１７に設置した後、チャッキング部材１０７による把持を解除する。その後、基体ホルダー１１２を回転させ、基体ホルダー１１２を把持し直した後に工程（ｉ）をやり直す。その後、垂直度が規定値未満であると判断された場合に、基体ホルダー１１２を搬送する工程に進む。

基体ホルダー１１２の回転は、モーター１２５から回転駆動が駆動軸１２４およびかさ歯車１２３を介してホルダー受け台１１７へ伝えられることで行われる。また、基体ホルダー１１２の回転角度としては、９０度ずつ変化させることが垂直度の変化の観点から好ましい。

（電写真感光体の製造）
上記工程により、基体ホルダー２１２を搬送する工程に進み、真空封止された搬送容器２０１の内部において、基体２１１Ａおよび２１１Ｂが設置された基体ホルダー２１２は、チャッキング部材２０７により把持される。搬送容器２０１は、水平方向移動機構２０３によって搬送レール２０４に沿って移動し、所定の反応容器２１０の上まで搬送される。反応容器２１０は、排気配管２２７に接続された排気装置（不図示）によって真空排気されている。搬送容器２０１は、垂直方向移動機構２０２により、ゲート弁２０５とゲート弁２１６とが接触するまで下降される。排気配管２３０に接続された排気装置（不図示）を用いてゲート弁２０５の面体とゲート弁２１６の面体との間が真空排気される。面体間が十分に排気された後、ゲート弁２０５とゲート弁２１６は開けられる。アーム２０６が下降し、基体ホルダー２１２がホルダー受け台２１７に設置される。その後、基体２１１Ａおよび２１１Ｂに堆積膜が形成され、電子写真感光体が製造される。

図２において、例えば、加熱用の不活性ガスの一例としてアルゴンガスを、ガス供給管２１９を介して反応容器２１０の内部に導入する。真空計２２８を用いて反応容器２１０の内部を所定圧力に維持する。基体加熱用ヒーター２１８によって基体２１１Ａおよび２１１Ｂを加熱し、基体２１１Ａおよび２１１Ｂの温度を２０〜５００℃の所定の温度に制御する。基体２１１Ａおよび２１１Ｂが所定の温度に加熱されたところで、不活性ガスを徐々に減らす。並行して、成膜用の所定の原料ガス、例えば、シラン、メタンなどの材料ガス、または、ジボラン、ホスフィンなどのドーピングガスを反応容器１１０の内部に徐々に導入する。真空計２２８を用いて反応容器２１０の内部を所定の圧力に維持する。以上の手順により、成膜準備を完了した後、マッチングボックス２１３を介して高周波電源２１４から高周波電力を反応容器２１０に印加する。反応容器２１０に導入された各原料ガスが分解されてプラズマが生起され、基体２１１Ａおよび２１１Ｂの上に、例えば、下部注入阻止層、光導電層、上部注入阻止層、表面層の順に堆積膜が形成される。

（実施例）
以下、実施例および比較例により本発明をさらに詳しく説明する。

（実施例１）
実施例１では、図１および図２に示す製造装置を用いた。

円筒状の基体１１１Ａおよび１１１Ｂが設置された基体ホルダー１１２を、前述した方法により、基体ホルダー１１２をチャッキング部材１０７で把持し、図１に示すように吊り下げた。そして、基体ホルダー１１２を吊り下げた状態で基体ホルダー１１２の垂直度を測定した。ここで、円筒状の基体１１１Ａおよび１１１Ｂは、直径８４ｍｍ、長さ３８１ｍｍ、厚さ３ｍｍの鏡面加工を施したアルミニウム製の円筒状の基体である。

垂直度の測定に関しては、計測器１３４としてのレーザー変位計を２個設置し、補助部材１２９の側面および基体ホルダー１１２の下部の側面のそれぞれについて、２点ずつ測定を実施した。

本実施例では、工程（ｉ）で垂直度が規定値未満であると判断され、基体ホルダー１１２を搬送する工程に進み、基体ホルダーが反応容器２１０の内部のホルダー受け台２１７に正常に設置された。こうして、歩留まりを落とすことなく、アモルファスシリコンで構成されている堆積膜を有する電子写真感光体を製造することができた。

（実施例２）
実施例２では、実施例１と同様の製造装置を用いた。

本実施例では、工程（ｉ）で垂直度が規定値以上であると判断され、チャッキング部材１０７による把持を解除し、基体ホルダー１１２を９０度回転させ、基体ホルダー１１２を把持し直した後、工程（ｉ）をやり直した。その後、垂直度が規定値未満であると判断され、基体ホルダー１１２を搬送する工程に進んだ、その結果、基体ホルダーが反応容器２１０の内部のホルダー受け台２１７に正常に設置された。こうして、歩留まりを落とすことなく、アモルファスシリコンで構成されている堆積膜を有する電子写真感光体を製造することができた。

（比較例）
比較例では、実施例１と同様の製造装置を用いた。

本比較例では、工程（ｉ）で垂直度が規定値以上であると判断されたが、基体ホルダー１１２を搬送する工程に進んだ。

その結果、基体ホルダーが反応容器２１０の内部のホルダー受け台２１７に正常に設置されず、電子写真感光体の製造を中止した。

１１２ 基体ホルダー
１０７ チャッキング部材
１１７ ホルダー受け台
１３１ 中心軸
１３２ 基準線
１３３ 基準位置
１３４ 計測器

Claims (8)

1. 円筒状の基体ホルダーに円筒状の基体を設置し、前記基体ホルダーをチャッキング部材で把持した状態で搬送容器の内部に搬入して収容し、吊り下げ式で反応容器の内部まで前記基体ホルダーを搬送する搬送工程と、
   前記基体ホルダーを前記反応容器の内部に設置する設置工程と、
   前記反応容器の内部で前記基体の上に堆積膜を形成する堆積膜形成工程と、
   を有する電子写真感光体の製造方法において、
   前記搬送工程が、
   （ｉ）前記基体ホルダーを前記チャッキング部材で把持し、吊り下げた状態で前記基体ホルダーの垂直度を測定し、前記垂直度が規定値以上であるか規定値未満であるかを判断する工程と、
   （ｉｉ）前記工程（ｉ）で前記垂直度が規定値未満であると判断された場合は、前記基体ホルダーを搬送する工程に進み、前記工程（ｉ）で前記垂直度が規定値以上であると判断された場合は、前記チャッキング部材による把持を解除し、前記基体ホルダーを回転させた後、前記工程（ｉ）をやり直す工程と、
   を有することを特徴とする電子写真感光体の製造方法。
2. 前記基体ホルダーに前記基体および円筒状の補助部材を設置する請求項１に記載の電子写真感光体の製造方法。
3. 前記垂直度の測定が、前記基体ホルダーの中心軸と同一平面上に基準線を仮定し、前記補助部材の側面と前記基体ホルダーの下部の側面の２点について、前記基準線に沿って任意に移動可能な基準位置からの距離を、計測器を用いて計測することによって行われる請求項２に記載の電子写真感光体の製造方法。
4. 前記計測器が、レーザー変位計である請求項３に記載の電子写真感光体の製造方法。
5. 前記計測器が、２個である請求項３または４に記載の電子写真感光体の製造方法。
6. 前記垂直度の測定が、前記基体ホルダーの周方向位置を９０度または４５度ずらした２点または３点について行われる請求項１〜５のいずれか１項に記載の電子写真感光体の製造方法。
7. 前記工程（ｉｉ）における前記基体ホルダーの回転が、９０度ずつ変化させて行われる請求項１〜６のいずれか１項に記載の電子写真感光体の製造方法。
8. 前記基体の上に形成される堆積膜のうち、少なくとも１つが、アモルファスシリコンで構成されている堆積膜である請求項１〜７のいずれか１項に記載の電子写真感光体の製造方法。

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