JP2558469B2 - グロ−放電分解装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は例えばアモルファスシリコンから成る電子写
真感光体ドラムを製造するためのグロー放電装置に関
し、詳細にはこのドラムの周面に亘って均質に成膜する
ことができるグロー放電分解装置に関するものである。

〔従来技術及びその問題点〕 今日、アモルファスシリコンの光導電層とした電子写
真感光体が実用化されており、その優れた耐摩耗性、耐
熱性及び光感度特性並びに無公害性等々によって急速に
市場に浸透しつつある。

この電子写真感光体はグロー放電分解法によって成形
されるが、その形状はドラム状であり、そのためにドラ
ム周面全体に亘って均質なアモルファスシリコン層（以
下、アモルファスシリコンをａ−Siと略す）を形成する
のが難しく、これにより、感光体ドラムの周面全体に亘
って電子写真特性が均等にならず、画像形成して得られ
た画面には品質上ムラが生じるという問題がある。

この問題を第２図に示したグロー放電分解装置で説明
すると、以下の通りである。

即ち、１は円筒形状の反応容器、1aはその蓋体、1bは
その周壁であり、２は円筒形状のグロー放電用電極板で
あり、３は筒状の導電性基板支持体、４は成膜用筒状基
板であってこの基板４は基板支持体３の鍔部3aに載置さ
れ、両者の周面は相互にゆるやかに接触して電気的に導
通しており、そして、蓋体1aの上に付設されたモーター
５により回転軸６を介して基板支持体３が回転駆動さ
れ、これに伴って筒状基板４も回転可能となる。また、
基板支持体３、回転軸６、蓋体1a及び周壁1bは電気的に
導通しており、周壁1bに付設された電力入力用端子７と
グロー放電用電極板２に付設された電力入力用端子８は
高周波電源９に接続され、このような電力印加系のもと
でグロー放電用電極板２と基板４の間でグロー放電が発
生する。尚、10、11は電極板２と反応容器１を電気的に
絶縁するリング体である。

12はガス導入口、13はガス排出口であり、ａ−Si成膜
用ガスがガス導入口12を介して反応容器１の内部へ導入
され、次いで電極板２に貫設された複数個のガス噴出口
14を介して基板４に向けて噴き出される。

ａ−Si感光体ドラムを製作する場合、上記のような電
力印加系及びガス流系の下で基板４が回転駆動され、更
に基板支持体３の内部に形成されたヒータ15によって基
板４を所定の温度に設定し、グロー放電分解によって基
板２上にａ−Si膜が気相成長する。そして、この気相成
長に伴って生じるガス分解残余ガスはガス排出口13を介
して排出される。尚、図中の矢印はガス流の方向を表わ
す。

しかし乍ら、上記のようなグロー放電分解装置によれ
ば、基板４と蓋体1aの間で異常放電が発生したり、或い
は基板４と電極板２のそれぞれの形状の差異が原因とな
て不均一な放電空間が生成され、これにより、基板４の
周面近傍に亘る放電が均等な大きさとならず、その結
果、基板の成膜面全体に亘って均質なａ−Si膜が形成さ
れず、その面全体に亘って均等な電子写真特性が得られ
ないという問題がある。

〔発明の目的〕

従って本発明の目的は叙上の問題点を解決して基板面
に均質な成膜形成を行い、これによって高性能且つ高信
頼性の成膜形成ができるようになったグロー放電分解装
置を提供することにある。

〔問題点を解決するための手段〕

本発明によれば、成膜用ガスが導入される反応室内部
に筒状基板が設置され、該基板と対向してグロー放電用
電極板が配置されており、グロー放電によって基板上に
成膜するグロー放電分解装置において、前記基板の上及
び／又は下に筒状の補助基体を設置し、該補助基体の外
径を該基板の外径よりも５〜80％大きくしたことを特徴
とするグロー放電分解装置が提供される。

〔実施例〕

以下、本発明をａ−Si感光体ドラムを製作することが
できるグロー放電分解装置を例にとって詳細に説明す
る。

第１図は本発明グロー放電分解装置であり、第２図と
同一箇所には同一符号が付してある。

第１図に示すグロー放電分解装置は第２図に示す装置
と比べ、基板支持体の鍔部3aの上に筒状の下部補助基体
16を載置し、この下部補助基体16の上に基板４を載置
し、更に基板４の上に上部補助基体17を載置しており、
本発明者等はこのように補助基体16、17を基板４に相接
するように設置し、更に補助基体16、17の外径が基板４
の外径よりも大きくした場合に基板面全体に亘って均質
な成膜形成を行うことができることを見い出した。

即ち、このような補助基体16、17を設置すると基板４
の上部成膜面及び下部成膜面のそれぞれ近傍の放電強度
がこれら以外の成膜面近傍の放電強度に近づき、これに
より、基板周面に亘って均質に成膜することができる。
更に上部補助基体17は基板４と蓋体1aの間の異常放電を
抑制することができ、そのために均質成膜ができるとい
う点でも有利である。

本発明者等が繰り返し行った実験によれば、補助基体
16、17の外径は基板４の外径に比べて５〜80％、好適に
は10〜50％、最適には10〜25％大きくするのがよく、こ
の範囲内になるように補助基体16、17の大きさを設定す
ると基板周面に亘って均一に成膜ができるという点で有
利となる。

また、補助基体16、17の寸法16a,17aは5mm以上、好適
には10mm以上がよく、これによって均質成膜ができると
いう点で望ましい。

次に本発明者等が行った実験例を次に述べる。

第１図のグロー放電分解装置において、内径200mmの
電極板２の内部に外径108mmの基板４を設置し、この基
板４に相接して補助基体16,17を設置し、この補助基体1
6,17の外径を基板４の外径と同じにするか或いは幾通り
にも大きくした場合、それぞれについてグロー放電によ
り生成したａ−Si膜の基板上下方向に亘る膜厚を測定し
た。

その結果は第３図〜第５図に示す通りであり、第３図
は補助基体16,17の外径が基板４の外径と同じである場
合、第４図及び第５図は補助基体16,17の外径が基板４
の外径よりもそれぞれ10％及び15％大きい場合である。

この結果を得るに当たっては、第６図に示す基板の下
端部ａから上端部ｂに亘る間隔のなかで６ケ所測定箇所
（C₁,C₂,C₃,C₄,C₅,C₆）を決め、それぞれの箇所の膜厚
を多重反射干渉法により測定した。

このようにして得られた第３図〜第５図において、横
軸は６ケ所測定の膜厚平均値に対する膜厚ムラを表わす
比率、縦軸は基板下端部ａから上端部ｂに至る大きさを
表わす。

これらの図より明らかな通り、第４図及び第５図に示
すように補助基体16,17の外径が基板の外径よりも10％
又は15％大きくなった場合に最も均質に成膜できること
が判る。そして、これ以上に補助基体の外径を大きくし
た場合でも均質成膜に成り得るが、80％を越える位に大
きくした場合には均質成膜に成り得ないことを確認し
た。

また本発明者等が行った実験によれば、電極板２や基
板４の径を幾通りにも変更した場合であっても同様な結
果が得られることを確認した。

更に本実施例において、上部補助基体17又は下部補助
基体16のいずれか一方だけを設置した場合であっても、
それぞれ基板成膜面の上部又は下部で均質成膜ができる
ことを実験上確認した。

〔発明の効果〕

以上の通り、本発明によれば、筒状基板とグロー放電
用電極板との構造上の差異に起因する放電ムラが解決さ
れ、そして、筒状基板と反応室壁面との間の異常放電を
阻止することができ、これにより、成膜面全体に亘って
均質の成膜することができる高性能且つ高信頼性のグロ
ー放電分解装置が提供できる。

また、本発明のグロー放電分解装置によれば、所定の
大きさの補助基体において、それに対応する筒状基板の
外径サイズを種々の大きさにすることができ、これによ
り、一個の補助基体に対して外径サイズが異なる複数個
の筒状基板を用いることができ、その結果、多種類の成
膜に対応できる。

尚、本発明のグロー放電分解装置は上記実施例に限定
されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲に
おいて種々の変更、改善などは何等差支えない。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明グロー放電分解装置の説明図、第２図は
従来のグロー放電分解装置の説明図、第３図、第４図及
び第５図は基板面の膜厚分布を示す線図、第６図は基板
の膜厚測定箇所を示す説明図である。 ２……グロー放電用電極板 ４……成膜用筒状基板 16……下部補助基体 17……上部補助基体

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】成膜用ガスが導入される反応室内部に筒状
   基板が設置され、該基板と対向してグロー放電用電極板
   が配置されており、グロー放電によって基板上に成膜す
   るグロー放電分解装置において、前記基板の上及び／又
   は下に筒状の補助基体を設置し、該補助基体の外径を該
   基板の外径よりも５〜80％大きくしたことを特徴とする
   グロー放電分解装置。