JP3599494B2 - 高周波プラズマｃｖｄ法による堆積膜形成装置及び堆積膜形成方法 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、支持体上に堆積膜、とりわけ機能性膜、特に半導体デバイス、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、光起電力デバイス等に用いるアモルファス半導体膜を形成する高周波プラズマＣＶＤ法による堆積膜形成装置及び堆積膜形成方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、半導体デバイス、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、その他各種エレクトロニクス素子、光学素子等に用いる素子部材として、アモルファスシリコン、例えば水素原子及び／又はハロゲン（例えば弗素、塩素等）で補償されたアモルファスシリコン（以下“ａ−Ｓｉ：（Ｈ，Ｘ）”と記す。）等のアモルファス材料（本明細書においてアモルファスとは非単結晶であることを示す）で構成された半導体等用の堆積膜が提案され、その中のいくつかは実用に付されている。
そしてこうした堆積膜はプラズマＣＶＤ法、即ち原料ガスを直流、又は高周波、マイクロ波グロー放電によって分解し、ガラス、石英、耐熱性合成樹脂フイルム、ステンレス、アルミニウムなどの材質の支持体上に箔膜状の堆積膜を形成する方法が知られており、そのための装置も各種提案されている。
【０００３】
例えば特開昭６０−１８６８４９号公報には、原料ガスの分解源として、周波数２．４５ＧＨｚのマイクロ波を用いたマイクロ波プラズマＣＶＤ法による堆積膜の形成方法が開示されている。
即ち、概要、マイクロ波エネルギーの導入部を取り囲むように支持体を配置して内部チャンバー（即ち放電空間）を形成するようにして、原料ガス利用効率を非常に高めるようにしたものである。
また、特開平３−６４４６６号公報には、反応室内部を１０^−４〜０．２Ｔｏｒｒのガス圧力に設定し、印加する高周波電力の反応室導入ガス流量に対する比率を０．１〜１０Ｗ／ｓｃｃｍに設定し、印加高周波電圧の周波数を２０ＭＨｚ以上に設定してグロー放電を発生させるアモルファスシリコン系半導体膜を作製する技術が開示されている。
このような技術により、ある程度良好な電気特性を有する電子写真用光受容部材を供給することが可能となった。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、さらに高品質で高性能な電子写真用光受容部材を、さらに歩留良く安定して安価に供給するためには、解決しなければならない問題点が存在するのが現状である。
プラズマＣＶＤ法により、さらに大面積、さらに均一で良質な堆積膜を量産する場合には依然として困難である。
特に電子写真用光受容部材のような大面積でしかも膜厚も比較的厚い光受容部材を一度の成膜で複数作製する場合には従来のプラズマＣＶＤ装置及び／又は方法では問題が発生する場合がある。
例えば量産効率を上げるために、一度の成膜で生産する光受容部材の本数を増加させたり、成膜速度をさらに上げるために高周波電力を過剰に加えると、放電の安定性が低下する場合がある。
【０００５】
このように、放電の安定性が低下すると、放電切れ、或はスパーク（異常放電）が起こる。堆積膜形成中に放電切れが起こると、堆積膜の形成が一時的に中断されるため、放電切れを起こした部分で界面が形成される。特にこのような不安定な状態で放電を再開するためには、高周波電力を通常の放電開始電力よりも過剰に導入しなければならないため、この界面には、構造的欠陥が生じる場合が多い。
また、堆積膜形成中にスパークが起こった場合、スパークが起こった部分の堆積膜の特性が局所的に低下する場合がある。
このような堆積膜を光受容部材として電子写真装置に適用すると、通常の電子写真画像形成プロセスにより画像形成を繰り返した場合、その耐久性が十分ではなく、一度形成した画像が次の画像形成時に残像となって残るいわゆる「ゴースト」現象を引き起こす場合がある。また、連続画像形成する場合には、光受容部材の紙間に相当する部分にトナーが付着しないように、いわゆる“ブランク露光”を照射しているが、このブランク露光照射部分が次の画像上で濃度が薄くなる（特にハーフトーン画像で顕著に現れる）現象、“ブランク露光”メモリーが顕著化する場合がある。
【０００６】
従来は電子写真の画像の品質に対する市場からの要求が現在ほど高くなく、しかも、文字画像が主であったため、上述の問題点は比較的問題視されていなかった。
しかし、現在のように従来以上に画像品質が求められ、しかも写真画像原稿の比率が高くなると、上述の問題が重要視されるようになってきた。従って工業的な見地からも、上記のような問題点を解決した電子写真用光受容部材を、歩留まりよく量産できる堆積膜形成装置及び堆積膜形成方法の確立が急務となっているのが現状である。
【０００７】
そこで、本発明は、上記従来のものにおける課題を解決し、電気的、光学的、光導電的特性が使用環境にほとんど依存することなく常に安定しており、繰り返し使用に際して劣化現象を起こさず、耐久性に優れ、とりわけシリコン原子を母体とした非単結晶材料で構成された電子写真用光受容部材を歩留よく効率的に製造することのできる堆積膜形成装置および堆積膜形成方法を提供することを目的としている。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
本発明は、上記課題を解決するため、堆積膜形成装置および堆積膜形成方法をつぎのように構成したものである。
すなわち、本発明の堆積膜形成装置は、真空気密可能な反応容器内に、カソード電極、支持体及びガス導入手段を設け、原料ガス及び高周波電源より高周波電力を導入し、該高周波電力により励起されるグロー放電により前記支持体上に堆積膜を形成する高周波プラズマＣＶＤ法による堆積膜形成装置において、前記カソード電極は前記高周波電力に対して少なくとも１つ以上の反射面及び／又は前記高周波電力の位相を変える領域を有し、前記反射面及び／又は前記高周波電力の位相を変える領域の長さは、該カソード電極を構成する材質部分が導電体の場合において０．１ｍｍ以上３０ｃｍ以下、誘電体の場合において０．１ｍｍ以上３ｃｍ以下としたことを特徴としており、つぎの構成を含んでいる。
（１）前記カソード電極は、長手方向に構成されていること。
（２）前記カソード電極は、複数の部分からなり、その各部分が異なる材質で構成されていること。
（３）前記カソード電極を構成する複数の部分は、少なくともその１つは電極径が他の部分と異なること。
（４）前記カソード電極を構成する複数の部分が、全て導電体から構成されていること。
（５）前記カソード電極を構成する複数の部分は、少なくともその１つは誘電体であること。
（６）前記反射面及び／又は前記高周波電力の位相を変える領域の長さが、カソード電極を構成する材質部分が導電体の場合において０．２ｍｍ以上２０ｃｍ以下、誘電体の場合において０．２ｍｍ以上３ｃｍ以下としたこと。
（７）前記反射面及び／又は前記高周波電力の位相を変える領域の長さが、カソード電極を構成する材質部分が導電体の場合において０．３ｍｍ以上１５ｃｍ以下、誘電体の場合において０．３ｍｍ以上２ｃｍ以下としたこと。
（８）前記カソード電極が、誘電体のカバーで覆われていること。
（９）前記誘電体は、アルミナであること。
（１０）前記カソード電極及び／又は前記誘電体のカバーの表面が、１０点平均粗さ０．１μｍ以上２０ｍｍ以下の凹凸を有していること。
（１１）前記カソード電極及び／又は前記誘電体のカバーの表面が、１０点平均粗さ３．０μｍ以上１０ｍｍ以下の凹凸を有していること。
（１２）前記カソード電極及び／又は前記誘電体のカバーの表面が、１０点平均粗さ５．０μｍ以上５ｍｍ以下の凹凸を有していること。
（１３）前記高周波電源は、その発振周波数が２０ＭＨｚ〜４５０ＭＨｚのものであること。
（１４）前記高周波電源は、その発振周波数が５１ＭＨｚ〜２５０ＭＨｚのものであること。
（１５）前記支持体は複数の円筒状支持体であり、該複数の円筒状支持体によって前記反応容器の放電空間を取り囲むように配置し、該放電空間内に前記カソード電極を設置したこと。
【０００９】
また、本発明の堆積膜形成方法は、真空気密可能な反応容器内に、カソード電極、支持体及びガス導入手段を設け、原料ガス及び高周波電力を導入し、該高周波電力により励起されるグロー放電により前記支持体上に堆積膜を形成する高周波プラズマＣＶＤ法による堆積膜形成方法において、前記カソード電極上に前記高周波電力に対して少なくとも１つ以上の反射面及び／又は前記高周波電力の位相を変える領域を設け、前記反射面及び／又は前記高周波電力の位相を変える領域の長さは、前記カソード電極を構成する材質部分が導電体の場合において０．１ｍｍ以上３０ｃｍ以下、誘電体の場合において０．１ｍｍ以上３ｃｍ以下のカソード電極を用い、該高周波電力の進行波と反射波及び／又は位相のずれた進行波の合成波によってグロー放電を生起させ、前記支持体上に堆積膜を形成することを特徴としており、つぎの構成を含んでいる。
（１）前記合成波は、前記支持体が接する放電空間長手方向に対してプラズマポテンシャルのむらが、平均値の±５０％以内となるように制御されていること。
（２）前記高周波の周波数は、２０ＭＨｚ〜４５０ＭＨｚであること。
（３）前記高周波の周波数は、５１ＭＨｚ〜２５０ＭＨｚであること。
【００１０】
【発明の実施の形態】
上記したような本発明の電子写真用光受容部材の堆積膜形成装置及び堆積膜形成方法によれば、前記した諸問題点の全てを解決し得、極めて優れた電気的、光学的、光導電的特性、耐久性及び使用環境特性を示した電子写真用光受容部材を歩留良く効率的に形成することが可能となる。
【００１１】
以下、本発明の内容をさらに詳細に明らかにするに当たり、まず、本発明を完成するに至った経緯から説明する。
本発明者らは、放電の安定性について種々の角度から検討を行ったところ、一度の成膜生産によって形成する光受容部材の本数を増加させた場合に、放電の安定性が低下するといった問題につき、堆積膜形成時の反応室内の微妙なディメンジョンの変動が主要因であることがわかった。
即ち、堆積膜形成時には、支持体の全周に堆積膜を形成するために支持体を回転させるのが一般的であるが、放電空間中で複数の支持体が回転することにより、支持体間隔等の微妙なディメンジョンが変動する。
この変動は、放電空間の体積、放電空間内の微妙な圧力の変動、或は高周波のマッチングを変動させる場合がある。従って、支持体の本数が多くなればなるほど放電空間内の変動要因が増え、放電不安定の原因となる。
【００１２】
本発明者らは、このような問題点を克服するべく、堆積膜形成装置及び形成方法について詳細に検討を加えた結果、原料ガスを分解するための高周波の周波数を２０〜４５０ＭＨｚという特定の範囲に設定することにより、放電の安定性が向上することをつきとめた。
この理由については現在明確には解明されていないが、従来の周波数１３．５６ＭＨｚを用いたＲＦプラズマＣＶＤ法や２．４５ＧＨｚを用いたマイクロ波プラズマＣＶＤ法に比べて２０ＭＨｚ〜４５０ＭＨｚの周波数の高周波が原料ガスの分解性、また分解した後の活性種のエネルギーに違いを与えることに依るものと推測される。
そして放電空間中の支持体間隔等の微妙なディメンジョンの変動は、放電空間の堆積、放電空間内の微妙な圧力の変動、或は高周波のマッチングを変動させる場合があるが本発明の方法に依れば、高周波の周波数を特定の範囲とし、原料ガスの分解性や、活性種のエネルギーを変化させることによって、これらの問題点を軽減できるものと考えられる。
【００１３】
一方、さらに膜質向上の検討を重ねると上記構成には、つぎに（１）および（２）で述べるような別の問題点が存在することが判明した。
（１）プラズマの局所的な均一性低下の問題点について
原料ガスを分解するための高周波の周波数を２０〜４５０ＭＨｚという特定の範囲に設定することにより、放電の安定性が向上する。
そのため堆積膜を形成する条件（原料ガス流量、反応容器内の圧力、装置のディメンジョン等）をある程度広い範囲で任意に設定することが可能となる。
しかし反面、特定の条件によってはプラズマの均一性が局所的に悪化する場合があることが判明した。
一例としては比較的放電空間の容積が大きい反応容器内で低圧力で、かつ高電力の条件で堆積膜を形成すると膜の特性が局所的に低下する場合がある。
（２）カソード電極上に堆積する膜の悪影響の問題点について
カソード電極を放電空間に設けた場合は、支持体が回転しているのに対してカソード電極は静止しているため電極に堆積する膜厚は支持体上に堆積する膜厚の数倍となる。
膜厚が厚くなると膜中の歪み（内部応力）が大きくなり膜剥れが起き易くなる。そして膜剥れが起こると膜の破片は剥れる際に内部応力により飛散し、支持体上に付着する場合がある。
支持体上に膜の破片が付着すると付着した膜の破片を核として堆積膜の異常成長が起こり、球状突起が形成される。この球状突起は清浄な膜の部分とは電気特性が異なる。
そのためこのような堆積膜を光受容部材として電子写真装置に適用すると、通常の電子写真画像形成プロセスにより画像形成を繰り返した場合、得られるコピー画像上に白点状の画像欠陥、いわゆる『白ポチ』或は黒点状の画像欠陥、いわゆる『黒ポチ』が発生し、さらにこれが次第に増加する場合がある。
さらに、これらの『白ポチ』或は『黒ポチ』の周囲に影状にカブリを生じる『ポチ影』が発生する場合がある。
また、該カソード電極は、電極自体がプラズマの熱によって加熱されて昇温する。該カソード電極は放電空間内に設置されているため、昇温の割合は支持体よりも大きい（支持体は回転しているため、一般に２００〜３００℃程度で平衡になる。）。
その結果、該カソード電極上に堆積したａ−Ｓｉ：（Ｈ，Ｘ）膜は低抵抗化する場合がある。低抵抗化したａ−Ｓｉ：（Ｈ，Ｘ）膜は、該カソード電極から前記放電空間内に導入している高周波電力を吸収、或は反射し易くなり、結果として反応室内に導入される高周波電力の実効パワーは減少し、堆積膜形成速度、或は堆積膜の特性に悪影響を与える場合がある。
そこでカソード電極に注目してさらなる検討を加えた結果、該カソード電極を高周波電力に対して複数の反射面を有する構造とすること、及び該カソード電極の表面を粗面化することにより、プラズマの局所的な均一性低下、及びカソード電極に堆積する膜の悪影響の問題を解決可能であることを見いだし本発明の完成に至った。
【００１４】
本願発明の構成を採ることにより、これらの問題点を解決することが可能となるが、その理由については現在のところ明確ではないものの、以下の理由によるものと推測される。
（１）プラズマの局所的な均一性低下について
プラズマの局所的な均一性の低下はカソード電極上に形成される高周波電力の定在波が原因と考えられる。カソード電極表面を伝播する高周波電力はカソード電極の形状、長さ、材質、或は放電空間中の雰囲気（ガス流量、ガスの組成、圧力等）によっても伝播の仕方が変化する。
また、カソード電極の先端では高周波電力の反射や発散が起こる。そして特定の条件ではカソード電極上に振幅の大きい定在波が生じる場合がある。
このような定在波が生じると定在波の腹の部分と節の部分に対応する位置で電界強度が大きく異なり、その結果プラズマポテンシャルが電極の長手方向にわたって（膜質に影響を与えるレベル以上の）不均一なものになってしまう場合がある。
これに対してカソード電極を高周波電力に対して複数の反射面を有する構造とすることによってカソード電極上の任意の場所で強制的に反射波を発生させることにより、進行波と反射波との合成波の形を制御することで放電空間中の電界強度を均一にすることができる。
また、高周波電力の位相を変える領域を有する領域を設けることによって定在波の形を制御することにより、均一性を向上させることが可能である。
本願発明では、カソード電極を複数の材質で構成することにより異なる材質の接合領域が反射面、又は位相を変える領域となり、上述の目的を達成するものである。
これは高周波は一般にカソード電極の表面を伝播する表面波であるが、電極の材質が変わると（透磁率が異なるため）その部分で反射波が発生するためであると考えられる。また誘電体を挟んだ場合は誘電体上部の電極と下部の電極が容量結合することになり、ここで高周波の位相差が生じるものと考えられる。
【００１５】
図１〜３に示す本願発明のカソード電極の形態の一例によりさらに具体的に説明する。
図において１０１、２０１、３０１はカソード電極、１０２、２０２、３０２は材質部分Ａ、１０３、２０３、３０３は材質部分Ｂ、１０４は材質部分Ｃである。
また、図１において（ａ）〜（ｈ）は本願発明の複数の部分からなり、その各部分が異なる材質で構成されているカソード電極の構成例の一部を表したものであり、（ａ）〜（ｅ）はその各部分が２種類の材質部分により構成された例、（ｆ）は３種類の材質部分により構成された例を表している。
（ｇ）は本願発明のカソード電極にさらに誘電体のカバー１０５を設けた例である。
（ｈ）は材質部分によってカソード電極径を変えた例である（実線は１０３部分が１０２部分よりも直径が小さい場合、破線は１０３部分が１０２部分よりも直径が大きい場合を示す）。
図２はカソードを構成する材質部分が導電性材質であり、カソード電極上反射面を作ることによって電界強度分布が均一化する様子を模式化したものである。図において（ａ）は進行波、（ｂ）及び（ｃ）は反射波である。
また▲１▼は単一材質のカソード電極を用いた場合の電界強度分布、▲２▼は反射面を設けた場合の電界強度分布である。
【００１６】
このようにカソード電極を複数の材質部分から構成することにより反射面を設け強制的に反射波を作り、進行波と反射波を制御することによって電界強度をより均一化することが可能となる。
図３はカソードを構成する材質部分が導電性材質と誘電体材質を組み合わせたものであり、カソード電極上の高周波の位相を制御することによって電界強度分布が均一化する様子を模式化したものである。
図において（ａ）は元々の進行波、（ｂ）は位相がずれた進行波である。また▲１▼は単一材質のカソード電極を用いた場合の電界強度分布、▲２▼は位相を変える領域を設けた場合の電界強度分布である。
【００１７】
図２に示すカソード電極と図３に示すカソード電極の違いは、図２がカソード電極が導体より構成されているの対して、図３では構成材質に誘電体が含まれている点である。
従って図３において材質部分Ａは間に材質部分Ｂを挟むことにより材質部分Ｂの上部と下部で容量結合している。
この構成により進行波の位相が材質部分Ｂの上部と下部で異なり、この位相を制御することにより電界強度を均一化することが可能となる。
（２）カソード電極上に堆積する膜の悪影響について
カソード電極に堆積する膜は、堆積膜の構造、密着性、及び高周波に対する特性を制御することによりその悪影響を軽減できる。
即ち、カソード電極表面が粗面化している場合には、ａ−Ｓｉ：（Ｈ，Ｘ）膜は電極との密着性が優れたものとなる。これにより、カソード電極からの膜剥れが抑制される。
さらにカソード電極の表面が平滑である場合は堆積したａ−Ｓｉ：（Ｈ，Ｘ）膜は均質な膜となり、一方、カソード電極の表面が粗面である場合は、堆積したａ−Ｓｉ：（Ｈ，Ｘ）膜は柱状構造となる。柱状に成長したａ−Ｓｉ：（Ｈ，Ｘ）の界面には水素原子及び／又はハロゲン原子が多く存在するようになる。このために該ａ−Ｓｉ：（Ｈ，Ｘ）膜は高抵抗となるとともに、膜中の欠陥も増加するため、表面が粗面で構成された電極上に堆積したａ−Ｓｉ：（Ｈ，Ｘ）膜は高抵抗で温度依存性の少ない膜となる。
これにより高周波電力の損失が軽減されるものと考えられる。
【００１８】
以下本願発明の構成についてさらに詳細に説明する。
本願発明においてカソード電極の材質としては、組み合わせることによって高周波電力伝達方向に反射面、及び／又は位相を変えることが可能であれば特に制限はなく、金属材質としては例えば、Ａｌ、Ｃｒ、Ｎｉ、Ｍｏ、Ａｕ、Ｉｎ、Ｎｂ、Ｔｅ、Ｖ、Ｔｉ、Ｐｔ、Ｐｂ、Ｆｅ、Ｃｏ、Ｃｕ、Ｍｇ等の金属、およびこれらの合金、たとえばステンレス（例えばＪＩＳ規格ＳＵＳ３００系、４００系）等が挙げられる。
また誘電体材質としては、石英ガラス、アルミナセラミックス、テフロン等を用いることが可能である。
上記の材質の組み合わせとしては、特に制限はなく、２種類の材質としても良いし、複数種類（導電体／誘電体）を組み合わせても良い。
【００１９】
カソード電極の分割数（構成数：反射面及び位相を変える領域の数）としては特に制限はなく反応容器の形状、放電空間の寸法、或は成膜条件（原料ガス種、圧力等）に応じて適宜決定すれば良いが、本発明者の種々の検討の結果好ましくは１以上３０以下、より好ましくは１以上２０以下、最適には１以上１５以下である。
カソード電極を構成する各々の単位長さ（反射面及び位相を変える領域の厚さ）としては均一でも不均一でも良い。
また長さの絶対値としては上述と同様に特に制限はないが本発明者の種々の検討の結果、導電体の場合は好ましくは０．１ｍｍ以上３０ｃｍ以下、より好ましくは０．２ｍｍ以上２０ｃｍ以下、最適には０．３ｍｍ以上１５ｃｍ以下である。同様に誘電体の場合は好ましくは０．１ｍｍ以上５ｃｍ以下、より好ましくは０．２ｍｍ以上３ｃｍ以下、最適には０．３ｍｍ以上２ｃｍ以下である。
【００２０】
導電体と誘電体によって好ましい長さが異なる理由は、導電体の場合は異なる材質の接合部において反射面は形成されるものの、電気的には連続的な導体であり反射面形成領域が有る程度の長さになっても電極先端まで高周波電力の伝達が可能であるのに対して、電極の間に誘電体を挟んだ場合には、誘電体の厚さがある程度以上厚くなると、誘電体部から先に高周波電力が伝達されなく（されにくく）なるため放電空間中のプラズマポテンシャルがかえって不均一になるためである。
【００２１】
さらに、本発明ではカソード電極の数、形状、大きさ等を最適化することによって、より一層均一化を図ることが可能となる。
本発明者の知見によれば、プラズマの均一化のために複数のカソード電極を用いることも可能であるが、数が多くなりすぎると逆に放電を乱すために、カソード電極の本数は好ましくは、２０本以下、より好ましくは１５本以下、最適には１０本以下が好ましい。
また形状（カソード電極の断面形状）については、多角形、円形いずれでも良いが、高周波を均一に導入するために、円、正多角形等の対称形が好ましい。
【００２２】
カソード電極の断面積としては、好ましくは７０ｍｍ^２以上３５０ｃｍ^２以下、好ましくは２００ｍｍ^２以上２００ｃｍ^２以下、最適には３００ｍｍ^２以上８０ｃｍ^２以下が好ましい。
【００２３】
さらに、円筒状のカソード電極とするときには、該カソード電極断面の直径は、好ましくは５ｍｍ以上１０ｃｍ以下、より好ましくは８ｍｍ以上８ｃｍ以下、最適には１０ｍｍ以上５ｃｍ以下が好ましい。
このときカソード電極の直径を長手方向にわたって必ずしも均一にする必要はなく、必要に応じて（例えば反射を制御するために）変えることによって、カソード電極上に段差を設けても良い。
カソード電極全体の長さとしては、支持体の長さによって異なるが、好ましくは支持体の長さに対して５％以上２００％以下、より好ましくは１０％以上１８０％以下、最適には２０％以上１５０％以下が好ましい。
またカソード電極を誘電体（例えばアルミナセラミックス）で覆うことも本願発明においては有効である。誘電体で覆うことにより例えばカソード電極にプラズマにスパッタされ易い材質を使用した場合でもこれを効果的に防ぐことが可能となる。
カソード電極及び／又は誘電体のカバーの表面粗さは、１０点平均粗さで好ましくは、１．０μｍ以上２０ｍｍ以下、より好ましくは３．０μｍ以上１０ｍｍ以下、最適には５．０μｍ以上５ｍｍ以下である。
【００２４】
またカソード電極及び／又は誘電体のカバーの表面を粗面化する方法としては、特に制限はなく、カソード電極の材質に応じて粗面加工することが好ましい。例えば、ガラス、セラミックス、金属等よりなる微小球体（１０μｍ〜１０ｍｍ程度）を、気体、液体等で加圧してカソード電極表面に吹きつけて凹凸を形成する方法、切削バイト等により規則的な凹凸を設ける方法、或は酸、アルカリ等で化学的にエッチングすることによって凹凸を設ける方法等いずれでも本発明には有効である。
【００２５】
さらに、本発明においては、ガスの導入手段を円筒状支持体で囲まれた放電空間中に設ける場合には、該ガス導入手段の表面にもカソード電極表面と同様の粗面化処理を行うことも有効である。そして、該ガス導入手段とカソード電極を同一にする、即ちカソード電極がガス導入手段を兼用することも本発明においては有効である。
本発明者の知見によれば、本願発明に好ましい高周波の周波数は、好ましくは２０ＭＨｚ〜４５０ＭＨｚ、より好ましくは５１ＭＨｚ〜２５０ＭＨｚである。
【００２６】
以下、図面を用いて本発明の電子写真用光受容部材の形成装置及び方法について詳細に説明する。
図４は、本発明のプラズマＣＶＤ法による電子写真用光受容部材の堆積膜形成装置の一例の模式図である。
図４Ａは製造装置の模式的縦断面図であり、図４ＢはそのＸ−Ｘ線断面の図である。
図中、４０１は反応容器であり、真空気密化構造となっている。４０２は一端が反応容器４０１に開口し、他端が排気装置（不図示）に連通している排気管である。なお、排気管および排気装置は、反応容器内の空気を排気する場合と、成膜用のガス（反応又は未反応）を排気する場合とで、各々独立したものを使用するのが、排気管内及び排気装置内での残留ガスと空気による反応を防止する上で好ましい。４０８はカソード電極であり、マッチングボックス４１１を介して本発明の周波数の高周波を発生するための高周波電源４１２に接続されている。
反応容器４０１内には支持体４０４、ホルダーキャップ４０３、ホルダー４０５、支持体加熱用ヒーター４０６、原料ガス導入管４０９が設置されている。
また４０７は回転軸であり、モーター４１３によって回転可能になっている。
また、４１０は支持体４０４により取り囲まれた放電空間を示す。
【００２７】
以下、図４の装置を用いた、本発明の電子写真用光受容部材の形成方法の手順の一例について説明する。
まず、排気装置（不図示）により排気管４０８を介して、反応容器４０１を排気し、反応容器４０１内の圧力をｌ×１０^−５Ｔｏｒｒ以下とする。この時、反応容器内のダスト等を舞い上げないように、始めの排気はゆっくり（スロー排気）行うことが望ましい。
次いでヒーター４０６により、支持体４０５を２０℃〜５００℃の所定の温度まで加熱保持する。
尚、この時、ヒーターと支持体の間の熱伝導を向上させ、短時間で均一に加熱するために、熱に対して安定でしかも支持体と反応しない気体（例えば不活性ガス、水素等）を反応室内に導入しても良い。また、支持体の表面に酸化膜を形成する場合は酸素を含む雰囲気中で加熱することも有効である。
【００２８】
ここで、支持体の加熱手段は、真空仕様である発熱体であればよく、より具体的にはシース状ヒーターの巻き付けヒーター、板状ヒーター、セラミックヒーター等の電気抵抗発熱体、ハロゲンランプ、赤外線ランプ等の熱放射ランプ発熱体、液体、気体等を温媒とし熱交換手段による発熱体等が挙げられる。加熱手段の表面材質は、ステンレス、ニッケル、アルミニウム、銅等の金属類、セラミックス、耐熱性高分子樹脂等を使用することができる。また、それ以外にも、反応容器以外に加熱専用の容器を設け、加熱した後、反応容器内に真空中で支持体を搬送する等の方法が用いられる。
支持体が所定の温度に達したら、一旦反応容器内を真空にして、第１層の原料ガスをガス導入管４０９を介して導入する。即ち、ａ−Ｓｉ（Ｈ，Ｘ）の原料ガスとしてシランガス、ドーピングガスとしてジボランガス、希釈ガスとしてヘリウムガス等の原料ガスを反応容器内に導入する。それと同時並行的に、高周波電源４１２により周波数２０〜４５０ＭＨｚの高周波を発生させ、マッチングボックス４１１を通じ、カソード電極４０８より反応容器４０１内に導入する。
【００２９】
このようにして支持体４０４によって囲まれた放電空間４１２において、原料ガスは２０〜４５０ＭＨｚの高周波のエネルギーにより励起されて解離し、中性ラジカル粒子、イオン粒子、電子などの活性種が生成され、それらが相互に反応して支持体４０４表面に堆積膜を形成する。この時、支持体４０４が設置された回転軸４０７をモーター４１３により回転させることにより、支持対４０４を支持体母線方向中心軸の周りに回転させることにより、支持体４０４全周にわたって均一に堆積膜を形成する。
このようにして形成された第１層上への第２層の形成は、第１層形成時とは原料ガスの組成（組成比）を変えて反応容器４０１内に原料ガスを導入し、第１層形成時と同様にして放電を開始することによって行う。
この時、反応容器４０１内は必ずしも放電を一旦切り、真空度を真空に引きあげる必要はなく、ガス流量制御手段（不図示）を手動又はコンピュータ等による制御によって、放電を維持した状態で、第１領域形成のガス組成から第２領域形成のガス組成（組成比）へと徐々に切り換えていくことも可能である。
【００３０】
次に、本発明の体積膜形成装置、及び体積膜形成方法により作製した光受容部材の一例を説明する。
図１は、本発明の方法により形成された電子写真用光受容部材の層構成の一例を模式的に示した図である。本発明によって形成された電子写真用光受容部材１００は、支持体１０１上に、光導電層１０２、表面層１０３を順次積層して成り立っている。
本発明において使用される支持体１０１は例えばＡｌ、Ｃｒ、Ｍｏ、Ａｕ、Ｉｎ、Ｎｂ、Ｔｅ、Ｖ、Ｔｉ、Ｐｔ、Ｐｂ、Ｆｅ、Ｃｏ、Ｃｕ、Ｍｇ等の金属、およびこれらの合金、たとえばステンレス等が挙げられる。またポリエステル、ポリスチレン、ポリカーボネイト、セルロースアセテート、ポリプロピレン、ポリ塩化ビニル、ポリエチレン、ポリアミド等の合成樹脂のフィルムまたはシート、ガラス、セラミック等の電気絶縁性支持体の少なくとも光受容層を形成する側の表面を導電処理した支持体も用いることができる。さらに光受容層を形成する側と反対側も導電処理することが望ましい。
【００３１】
支持体１０１の形状は平滑平面あるいは凹凸表面の円筒状または板状無端ベルト形状であることができ、その厚さは所望どうりの電子写真用光受容部材を形成し得るように適宜決定されるが、電子写真用光受容部材として可ぎゃく性が要求される場合には、支持体としての機能が十分発揮できる範囲内で可能な限り薄くすることができる。しかしながら、支持体の製造上および取り扱い上、機械的強度等の点から通常は１０μｍ以上とされる。
【００３２】
本発明において、支持体１０１の表面に凹凸をつくることも可能であり、例えばレーザー光などの可干渉性光を用いて像記録を行う場合には、可視画像において現われる干渉縞模様による画像不良を解消するために、支持体１０１の表面に凹凸を設けてもよい。
また、この凹凸は、複数の球状痕跡窪みによる凹凸形状であってもよい。即ち、支持体１０１の表面が電子写真用感光体に要求される解像力よりも微少な凹凸を有し、しかも該凹凸は、複数の球状痕跡窪みとすることにより、可干渉性光を使用した場合にもより一層高精細な画像を得ることができる。
【００３３】
本発明において光導電層１０２は、周波数２０ＭＨｚ〜４５０ＭＨｚの高周波を用い、必要に応じてカソード電極にバイアス電圧を印加したプラズマＣＶＤ法によって、所望の特性を有する非単結晶材料より形成される。
例えばａ−Ｓｉより構成された光導電層１０２を形成するには、基本的にシリコン原子（Ｓｉ）を供給し得るＳｉ供給用ガスを内部が減圧可能な反応容器内に所望のガス状態で導入し、反応容器内で周波数２０ＭＨｚ〜４５０ＭＨｚの高周波を用いると同時に、カソード電極にバイアス電圧を印加して、グロー放電を生起させ、あらかじめ所定の位置に設置された支持体１０１上にａ−Ｓｉからなる層を形成すればよい。
また本発明においては、光導電層１０２中に伝導性を制御するための原子を導入することも有効であるし、修飾物質として弗素原子等のハロゲン原子を導入することも有効である。
本発明の目的を達成し得るａ−Ｓｉからなる光導電層１０２を形成するためには、支持体の温度、反応容器内のガス圧を所望にしたがって、適宜設定する必要がある。
支持体の温度（Ｔｓ）は、層設計にしたがって適宜最適範囲が選択されるが、通常の場合、好ましくは２０〜５００℃、より好ましくは５０〜４８０℃、最適には１００〜４５０℃とするのが望ましい。
反応容器内のガス圧も同様に層領域設計にしたがって適宜最適範囲が選択されるが、通常の場合、好ましくは１×１０^−５〜１００Ｔｏｒｒ、好ましくは５×１０^−５〜３０Ｔｏｒｒ、最適には１×１０^−４〜１０Ｔｏｒｒとするのが好ましい。
【００３４】
本発明においては、光導電層１０２を形成するための導電性支持体温度、ガス圧の望ましい数値範囲として前記した範囲が挙げられるが、これらの層作成ファクターは通常は独立的に別々に決められるものではなく、所望の特性を有する光受容部材を形成すべく相互的且つ有機的関連性に基づいて層領域作成ファクターの最適値を決めるのが望ましい。
本発明において、光導電層１０２の層厚は所望の電子写真特性が得られること及び経済的効果等の点から適宜所望にしたがって決定され、好ましくは５〜５０μｍ、より好ましくは１０〜４０μｍ、最適には１５〜３０μｍとされるのが望ましい。
さらに本発明においては、光導電層１０２の前記導電性支持体側に、少なくともアルミニウム原子とシリコン原子と水素原子が層厚方向に不均一な分布状態で含有する層領域を有することが望ましい。
【００３５】
本発明において表面層１０３は、周波数２０ＭＨｚ〜４５０ＭＨｚの高周波を用い、必要に応じてカソード電極にバイアス電圧を印加したプラズマＣＶＤ法で、所望の、機械的特性、電気的特性、耐環境性等を有する非単結晶材料で形成される。
例えばアモルファス炭化珪素（ａ−ＳｉＣ）からなる表面層を形成する場合には、基本的にシリコン原子（Ｓｉ）を含むガスと炭素原子（Ｃ）を含むガスとを原料ガスとして、減圧可能な反応容器内に導入し、周波数２０ＭＨｚ〜４５０ＭＨｚの高周波を用いると同時に、カソード電極にバイアス電圧を印加して反応容器内にグロー放電を生起せしめ、所定の位置に設置された、前もって光導電層等を形成した支持体上に堆積膜を形成することによって得られる。
【００３６】
本発明において、表面層１０３の層厚は所望の電子写真特性が得られること、及び経済的効果等の点から好ましくは０．０１〜３０μｍ、より好ましくは０．０５〜２０μｍ、最適には０．１〜１０μｍとされるのが望ましい。
本発明において表面層１０３を形成する条件は、所望の電子写真特性が得られるように、適宜決定することができる。例えば支持体温度は適宜最適範囲が選択されるが、好ましくは２０〜５００℃、より好ましくは５０〜４８０℃、最適には１００〜４５０℃とするのが望ましい。また、反応容器内のガス圧も適宜最適範囲が選択されるが、好ましくは１×１０^−５〜１００Ｔｏｒｒ、より好ましくは５×１０^−５〜３０Ｔｏｒｒ、最適には１×１０^−４〜１０Ｔｏｒｒとするのが望ましい。さらに、原料ガスの分解のために印加されるＶＨＦ帯域の高周波のパワーは支持体一個あたり通常０．００１〜８．０Ｗ／ｃｍ^２、好適には０．０１〜５．０Ｗ／ｃｍ^２とするのが望ましい。
本発明においては、表面層１０３を形成するための支持体温度、ガス圧の望ましい数値範囲として前記した範囲が挙げられるが、条件は通常は独立的に別々に決められるものではなく、所望の特性を有する光受容部材を形成すべく相互的且つ有機的関連性に基づいて最適値を決めるのが望ましい。
【００３７】
本発明においては、光導電層及び表面層の界面部分に組成等の特性が、光導電層から表面層に連続的に変化するような領域を設けることもできる。この領域の厚さは、光導電層と表面層の間に実質的な界面を形成するような厚さであって、光導電層と表面層の間をなだらかに接続し、組成や光学特性等について界面が特定できなくなるようないわゆる界面レス状態を意味するものではない。
また本発明によって形成される電子写真用光受容部材の層構成は、電子写真用光受容部材としての所望の特性を得るために必要に応じて、上記光導電層と表面層以外に、密着層、下部電荷注入阻止層等を設けることができる。これらを設けた場合にも各層の間に組成等を連続的に変化させた領域等を設けることができるが、この領域の厚さは実質的に界面を形成する程度のものである。いずれの場合にも、界面部分を周波数２０〜４５０ＭＨｚの高周波を用いることが重要である。またこの時、カソード電極にバイアス電圧を印加して形成することが、本発明の効果をより顕著にする。
【００３８】
本発明において使用されるＳｉ供給用ガスとなり得る物質としては、ＳｉＨ４，Ｓｉ２Ｈ６，Ｓｉ３Ｈ８，Ｓｉ４Ｈ１０等のガス状態の、またはガス化し得る水素化珪素（シラン類）が有効に使用されるものとして挙げられ、更に層作成時の取り扱い易さ、Ｓｉ供給効率の良さ等の点でＳｉＨ４，Ｓｉ２Ｈ６が好ましいものとして挙げられる。また、水素化珪素のほかにも、弗素原子を含む珪素化合物、いわゆる弗素原子で置換されたシラン誘導体、具体的には、たとえばＳｉＦ４，Ｓｉ２Ｆ６等のフッ化珪素や、ＳｉＨ３Ｆ，ＳｉＨ２Ｆ２，ＳｉＨＦ３等の弗素置換水素化珪素等、ガス状の、またはガス化し得る物質も本発明のＳｉ供給用ガスとしては有効である。また、これらのＳｉ供給用の原料ガスを必要に応じてＨ２，Ｈｅ，Ａｒ，Ｎｅ等のガスにより希釈して使用しても本発明には何等差し支えない。
【００３９】
炭素原子（Ｃ）導入用の原料ガスになり得るものとして有効に使用される出発物質は、ＣとＨとを構成原子とする、例えば炭素数１〜５の飽和炭化水素、炭素数２〜４のエチレン系炭化水素、炭素数２〜３のアセチレン系炭化水素等が挙げられる。具体的には、飽和炭化水素としては、メタン（ＣＨ４），エタン（Ｃ２Ｈ６），プロパン（Ｃ３Ｈ８），ｎ−ブタン（ｎ−Ｃ４Ｈ１０），ペンタン（Ｃ５Ｈ１２），エチレン系炭化水素としては、エチレン（Ｃ２Ｈ４），プロピレン（Ｃ３Ｈ６），ブテン−１（Ｃ４Ｈ８），ブテン−２（Ｃ４Ｈ８），イソブチレン（Ｃ４Ｈ８），ペンテン（Ｃ５Ｈ１０），アセチレン系炭化水素としては、アセチレン（Ｃ２Ｈ２），メチルアセチレン（Ｃ３Ｈ４），ブチン（Ｃ４Ｈ６）等が挙げられる。この他に、ＣＦ４、ＣＦ３、Ｃ２Ｆ６、Ｃ３Ｆ８、Ｃ４Ｆ８等のフッ化炭素化合物も本発明のＣ供給用ガスとして使用できる。
【００４０】
また、これらのＣ供給用の原料ガスを必要に応じてＨ２，Ｈｅ，Ａｒ，Ｎｅ等のガスにより希釈して使用する事も本発明には有効である。
また、Ｓｉ（ＣＨ３）４、Ｓｉ（Ｃ２Ｈ５）４等のケイ化アルキルを上記の原料ガスと併せて使用することも本発明では有効である。
本発明に使用される上記のような原料ガスは、各々異なる供給源（ボンベ）から供給してもよいし、また、あらかじめ一定の濃度で混合されたガスを使用する事も本発明には有効である。
【００４１】
《実験例》
以下に、本発明の実験例を説明するが、本発明はこれらによって何ら限定されるものではない。
（実験例１）
カソード電極の反射面を形成する領域の長さとプラズマの均一性の関係を確認するために以下の実験を行った。
【００４２】
鏡面加工を施し、脱脂洗浄したアルミニウムシリンダーを支持体として使用し、図４の製造装置を用い、さきに示した手順により、表１の条件で放電実験を行った。このときカソード電極の構成を表２の条件で変化させて放電を行い、公知の探針法によって放電空間の長手方向１０箇所のプラズマポテンシャルを測定した。そして平均値を算出し、平均値に対して各測定点の値の相対値を求め、平均値より最も離れた値をプラズマポテンシャルのばらつきとし、百分率で示した。
【００４３】
但し、カソード電極にはＳＵＳ３０４とＮｉを組み合わせたものを使用し、探針としては直径１ｍｍのタングステン針を用いた。また支持体としては直径８０ｍｍ、長さ３５８ｍｍ、厚さ５ｍｍの円筒状アルミシリンダーを用いた。
結果を表２に示す。
【００４４】
【表１】

【００４５】
【表２】

表２より明らかなようにカソード電極を２種類の材質（ＳＵＳ／Ｎｉ）より構成し、各材質の長さを調整することで放電空間中のプラズマポテンシャルのバラツキを抑制することが可能であることがわかる。またＮｉ部分の長さが０．１〜３００ｍｍの範囲でプラズマポテンシャルのバラツキを５０％以内に抑えることが可能であることがわかる。
【００４６】
（実験例２）
カソード電極の反射面を形成する領域の径とプラズマの均一性の関係を確認するために以下の実験を行った。
【００４７】
鏡面加工を施し、脱脂洗浄したアルミニウムシリンダーを支持体として使用し、図４の製造装置を用い、さきに示した手順により、表１の条件で放電実験を行った。このときカソード電極の構成を表３の条件で変化させて放電を行い、公知の探針法によって放電空間の長手方向１０箇所のプラズマポテンシャルを測定した。そして平均値を算出し、平均値に対して各測定点の値の相対値を求め、平均値より最も離れた値をプラズマポテンシャルのばらつきとし、百分率で示した。
【００４８】
但し、カソード電極にはＳＵＳ３０４とＮｉを組み合わせたものを使用し、探針としては直径１ｍｍのタングステン針を用いた。この際プローブへのａ−Ｓｉ堆積膜による影響を軽減するため、適宜−１ＫＶの電圧をプローブに印加してスパッタ効果によりａ−Ｓｉ膜の付着を防止した。また支持体としては直径８０ｍｍ、長さ３５８ｍｍ、厚さ５ｍｍの円筒状アルミシリンダーを用いた。
結果を表３に示す。
【００４９】
【表３】

表３より明らかなように、電極の直径を変化させてもプラズマポテンシャルのバラツキを抑制する効果があること、及び組み合わせによっては、反射面を形成する領域（Ｎｉ部分）の電極の直径を他の領域（ＳＵＳ部分）と異なる構成としたほうがプラズマポテンシャルのバラツキが小さくなる場合があることが確認された。
【００５０】
（実験例３）
カソード電極の材質とプラズマの均一性の関係を確認するために以下の実験を行った。
▲１▼導電体材質
実験例１においてＳＵＳ３０４とＮｉの組み合わせに加えてＳＵＳ３１６、Ｆｅ、Ｔｉを用いて表４の組み合わせ（図１（ａ）の１０２及び１０３部分の材質の組み合わせ）のカソード電極を用い、実験例１と同様に評価した。
【００５１】
【表４】

その結果、ＳＵＳ３０４／Ｎｉの組み合わせ以外の材質組み合わせによってもプラズマポテンシャルのバラツキを抑制する効果が認められた。
▲２▼誘電体材質
実験例１においてＮｉ部分をアルミナセラミックスに変えた以外は実験例１と全く同様にプラズマポテンシャルのバラツキを調べた。結果を表５に示す。
【００５２】
【表５】

表５より明らかなようにカソード電極の一部をアルミナセラミックスで構成することによっても放電空間中のプラズマポテンシャルのバラツキを抑制することが可能であることがわかる。またアルミナセラミックス部分の長さが０．１〜５０ｍｍの範囲でプラズマポテンシャルのバラツキを５０％以内に抑えることが可能であることがわかる。
【００５３】
（実験例４）
カソード電極の表面性と堆積膜に発生する球状突起の関係を調べるために以下の実験を行った。
鏡面加工を施し、脱脂洗浄したアルミニウムシリンダーを支持体として使用し、図４の製造装置を用い、さきに示した手順により、表６の条件で１０時間連続成膜を行い、堆積膜を形成した。このときカソード電極の表面性を種々変化させた。こうして得られた光受容部材に対して、周方向には９０度間隔で４箇所、上下方向には上部、中部、下部の３箇所の計１２箇所について各々３×３ｃｍ^２の領域について光学顕微鏡により２０μｍ以上の球状突起の数を数えた。
【００５４】
但し、高周波の周波数は１０５ＭＨｚとし、支持体としては、直径８０ｍｍ、長さ３５８ｍｍ、厚さ５ｍｍの円筒状アルミシリンダーを用いた。また、カソード電極は実験例１のＮｏ．６の電極を用いた。
結果を表７に示す。
【００５５】
【表６】

【００５６】
【表７】

ここで、表中◎○△×の記号は以下の測定結果を意味する。
◎・・・球状突起が極めて少ない。
○・・・球状突起が少ない。
△・・・球状突起はある程度存在する。
×・・・球状突起が比較的多く存在する。
【００５７】
表７より明らかなように、カソード電極の表面が１０点平均粗さで１．０μｍ以上２０ｍｍ以下のときに球状突起が少なく良好であり、３．０μｍ以上１０ｍｍ以下のとき球状突起がさらに少なく優れており、５．０μｍ以上５ｍｍ以下の時に球状突起がほとんどなく極めて優れていることが確認された。
尚、本実験例以降の実施例／比較例のカソード電極には全て表面荒さ５０μｍのものを使用した。
【００５８】
以上の実験例により本発明の構成は決定された。以下に実施例及び比較例により本発明の効果を実証するための具体例を説明するが、実験例同様、本発明はこれらによって何ら限定されるものではない。
【００５９】
【実施例】
以下に、本発明の実施例を説明するが、実験例同様、本発明はこれらによって何ら限定されるものではない。
［実施例１］
鏡面加工を施し、脱脂洗浄したアルミニウムシリンダーを支持体として使用し、実験例１と同様の手順で図４の製造装置を用い、表８の条件で支持体上に図５に示した光導電層、表面層の２層よりなる堆積膜を形成し光受容部材とした（以後ドラムと記す）。
但し、カソード電極はＮｏ．２〜９を使用した。また支持体としては、直径８０ｍｍ、長さ３５８ｍｍ、厚さ５ｍｍの円筒状アルミシリンダーを用いた。
【００６０】
こうして得られたドラムを電子写真装置（キヤノン社製ＮＰ６７５０を本テスト用に改造したもの）にセットして、通常の電子写真プロセスにより画像を形成し、ゴースト、ブランク露光メモリー、帯電能むら、感度むら、画像流れ、細線再現性『白ポチ』、『黒ポチ』、『ポチ影』の各項目について５０万枚連続して画像形成を行う耐久試験（以下耐久試験と表記）を行った後の画像に対して評価した。
【００６１】
これらの項目については、それぞれ、以下の方法で評価した。
ゴースト……キヤノン製ゴーストテストチャート（部品番号：ＦＹ９−９０４０）に反射濃度１．１、直径５ｍｍの黒丸を貼り付けたものを原稿台に起き、そのうえにキヤノン製中間調チャートを重ねておいた際のコピー画像において、中間調コピー上に認められるゴーストチャートの直径５ｍｍの黒丸の反射濃度と中間調部分の反射濃度との差を測定、評価した。
【００６２】
ゴーストについて
◎・・・「特に良好」
○・・・「良好」
△・・・「一部にゴーストが認められる」
×・・・「比較的広い領域にわたりゴーストが認められる」
を表している。
ブランク露光メモリー……キヤノン製中間調チヤート（部品番号：ＦＹ９−９０４２）を原稿台に置きコピーしたときに得られたコピー画像を、特にドラム上でブランク露光が照射される部分に対応する位置に注目して、ブランク露光が照射されない部分の反射濃度とブランク露光が照射される部分の反射濃度との差を測定、評価した。
【００６３】
ブランク露光メモリーについて
◎・・・「特に良好」
○・・・「良好」
△・・・「一部にブランク露光メモリーが認められる」
×・・・「比較的広い領域にわたりブランク露光メモリーが認められる」
を表している。
帯電能むら……ドラムを実験装置に設置し、帯電器に＋６ｋＶの高電圧を印加してコロナ帯電を行い、表面電位計によりドラムの暗部表面電位を測定した。ドラムの上から下にかけて３ｃｍおきに表面電位を測定し、その平均値を帯電能とした。そして１本のドラムにおいて平均値から最も離れた値を帯電能むらとした。１回の成膜で得られる同一ロットのドラムについて同様の評価を行い、帯電能むらの最も大きいものについて以下の基準で評価した。
【００６４】
帯電能むらについて
◎・・・「特に良好」
○・・・「良好」
△・・・「一部に帯電能むらの比較的大きい領域が認められる」
×・・・「比較的広い領域にわたり帯電能むらの比較的大きい領域が認められる」を表している。
感度むら……ドラムを実験装置に設置し、一定の暗部表面電位に帯電させる。そして直ちに光像を照射する。光像はキセノンランプ光源を用い、フィルターを用いて５５０ｎｍ以下の波長域の光を除いた光を照射する。この時表面電位計により電子写真感光体の明部表面電位を測定する。明部表面電位が所定の電位になるよう露光量を調整し、この時の露光量をもって感度とする。ドラムの上から下にかけて３ｃｍおきに同様の測定を行い、その平均値を平均感度とし、そして１本のドラムにおいて平均値から最も離れた値を感度むらとした。そして１回の成膜で得られる同一ロットのドラムについて同様の評価を行い、感度むらの最も大きいものについて以下の基準で評価した。
【００６５】
感度むらについて
◎・・・「特に良好」
〇・・・「良好」
△・・・「一部に感度むらの比較的大きい領域が認められる」
×・・・「比較的広い領域にわたり感度むらの比較的大きい領域が認められる」
を表している。
画像流れ……白地に全面文字よりなるキヤノン製テストチャート（部品番号：ＦＹ９−９０５８）を原稿台に置き、通常の２倍の露光量で照射し、コピーをとる。こうして得られた画像を観察し、画像上の細線が途切れずにつながっているか、以下の４段階で評価した。なお、画像上でむらがあるときは、全画像域で最も悪い部位で評価した。
【００６６】
画像流れについて
◎・・・「良好」
○・・・「一部途切れ有り」
△・・・「途切れがある程度多いが文字として判読できる」
×・・・「途切れが多く文字として判読しにくいものがある」
をそれぞれ表している。
白ポチ……キヤノン製全面黒チャート（部品番号：ＦＹ９−９０７３）を原稿台に置きコピーしたときに得られたコピー画像の同一面積内にある直径０．２ｍｍ以下の白ポチについて、その数を数えた。
【００６７】
「自ポチ」について
◎・・・「特に良好」
○・・・「良好」
△・・・「一部に白ポチが認められる」
×・・・「比較的広い領域にわたり白ポチが認められる」
を表している。
黒ポチ……白紙のコピー用紙を１０枚重ねて原稿台に置きコピーしたときに得られたコピー画像の同一面積内にある直径０．２ｍｍ以下の黒ポチについて、その数を数えた。
【００６８】
「黒ポチ」について
◎・・・「特に良好」
○・・・「良好」
△・・・「一部に黒ポチが認められる」
×・・・「比較的広い領域にわたり黒ポチが認められる」
を表している。
ポチ影……キヤノン製中間調チャート（部品番号：ＦＹ９−９０４２）を原稿台に置きコピーしたときに得られたコピー画像の同一面積内にある直径０．２ｍｍ以下の白ポチについて観察し、該白ポチが、その周囲に影状にカブリを生じていないか目視により観察し、評価した。
【００６９】
「ポチ影」について
◎・・・「特に良好」
○・・・「良好」
△・・・「一部にポチ影が認められる」
×・・・「比較的広い領域にわたりポチ影が認められる」 を表している。
結果を表９に示す。なお、表９中の電極Ｎｏ．１及び電極Ｎｏ．１０のものは、参考例として記載されているものである。
【００７０】
【表８】

【００７１】
【表９】

（比較例１）
カソード電極の効果を比較するため、図４に示した堆積膜形成装置において、カソード電極を単一材質（ＳＵＳ３０４）で作製したもの（＝実験例１のＲｅｆ電極）を用いた以外は実施例１と全く同様にしてドラムを作製した。こうして得たドラムを実施例１と同様に耐久試験後の画像の評価を行った。結果を実施例１の結果と併せて表９に示す。
表９から明らかなように、本願発明のカソード電極の効果が認められた。
【００７２】
［実施例２］
鏡面加工を施し、脱脂洗浄したアルミニウムシリンダーを支持体として使用し、図４の製造装置を用い、実施例１と同様の手順により表１０の条件で支持体上に図６に示した電荷注入阻止層、光導電層、表面層の３層よりなるドラムを作製した。但し、カソード電極はＮｏ．６を用いた。
【００７３】
こうして得られたドラムを電子写真装置（キヤノン社製ＮＰ６７５０を本テスト用に改造したもの）にセットして、実施例１と同様に評価した。結果を表１１に示す。
【００７４】
【表１０】

【００７５】
【表１１】

［実施例３］
鏡面加工を施し、脱脂洗浄したアルミニウムシリンダーを支持体として使用し、図４の製造装置を用い、実施例１と同様の手順により表１２の条件で支持体上に図７に示した電荷注入阻止層、電荷輸送層、電荷発生層、表面層の４層よりなるドラムを作製した。但し、カソード電極はＮｏ．６を用いた。
【００７６】
こうして得られたドラムを電子写真装置（キヤノン社製ＮＰ６７５０を本テスト用に改造したもの）にセットして、実施例１と同様に評価した。結果を実施例２の結果と合わせて表１１に示す。
【００７７】
【表１２】

［実施例４］
鏡面加工を施し、脱脂洗浄したアルミニウムシリンダーを支持体として使用し、図４の製造装置を用い、実施例１と同様の手順により表１３の条件で支持体上に図８に示した光導電領域１、光導電領域２、表面層の３層よりなるドラムを作製した。但し、カソード電極はＮｏ．６を用いた。
【００７８】
こうして得られたドラムを電子写真装置（キヤノン社製ＮＰ６０６０を本テスト用に改造したもの）にセットして、実施例１と同様に評価した。結果を実施例２の結果と合わせて表１１に示す。
【００７９】
【表１３】

表１１より明らかなように、本発明は、ドラムの層構成によらず、極めて有効であることが確認された。
【００８０】
［実施例５］
実施例１においてカソード電極をＮｏ．３９〜４６に変えた以外は全く同様に鏡面加工を施し、脱脂洗浄したアルミニウムシリンダーを支持体として使用し、図４の製造装置を用い、実施例１と同様に表８の条件で支持体上に図５に示した光導電層、表面層の２層よりなるドラムを作製した。
こうして得られたドラムを電子写真装置（キヤノン社製ＮＰ６０６０を本テスト用に改造したもの）にセットして、実施例１と同様に評価した。結果を表１４に示す。なお、表１４中の電極Ｎｏ．３８、電極Ｎｏ．４７及び電極Ｎｏ．４８のものは、参考例として記載されているものである。
表１４より明らかなように、構成材質の一部に誘電体を使用した場合も導電体により構成されたカソード電極同様に本願発明の効果が確認された。
【００８１】
【表１４】

［実施例６］
実施例１において、カソード電極をＮｏ．１１〜３７に変えた以外は全く同様に鏡面加工を施し、脱脂洗浄したアルミニウムシリンダーを支持体として使用し、図４の製造装置を用い、実施例１と同様に表８の条件で支持体上に図５に示した光導電層、表面層の２層よりなるドラムを作製した。
こうして得られたドラムを電子写真装置（キヤノン社製ＮＰ６０６０を本テスト用に改造したもの）にセットして、実施例１と同様に評価した。
その結果、プラズマポテンシャルのバラツキが約５０％以内となるカソード電極は他の実施例同様に本願発明の効果が確認された。
【００８２】
［実施例７］
実施例１において、高周波の周波数を２０ＭＨｚ〜４５０ＭＨｚに変化させた以外は実施例１と同一の条件で、ドラムを作製し実施例１と同様に評価した。
その結果、周波数２０ＭＨｚ〜４５０ＭＨｚ、のときに本発明の効果が認められた。また周波数範囲５１ＭＨｚ〜２５０ＭＨｚの範囲でより顕著な効果が認められた。
【００８３】
【発明の効果】
以上のように、本発明によれば、量産効率を上げるために、一度の成膜生産によって形成する光受容部材の本数を増加させても放電の安定性が低下することなく、さらに成膜条件を変化させても均一性の低下を抑制することが可能となり、とりわけ、これを電子写真装置に適用させた場合、ゴースト、ブランク露光メモリー、或は帯電能むら、感度むら等の電子写真特性を劣化させることがなく、さらに『白ポチ』、『黒ポチ』、『ポチ影』等の画像欠陥を増加させることもなく、均質で優れた特性のドラムを効率よく量産することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本願発明のカソード電極の形態の一例を示す図である。
【図２】本願発明の導体で構成されたカソード電極とその作用を説明するための模式図である。
【図３】本願発明の構成部に誘電体が含まれているカソード電極とその作用を説明するための模式図である。
【図４】図１（Ａ）は本発明のプラズマＣＶＤ法により円筒状支持体上に堆積膜を形成するための堆積膜形成装置の概略縦断面図であり、図１（Ｂ）は図１（Ａ） のＸ−Ｘ部分の横断面図。
【図５】発明の堆積膜形成装置及び堆積膜形成方法により形成された電子写真用光受容部材の層構成の一例を示した模式的断面図である。
【図６】発明の堆積膜形成装置及び堆積膜形成方法により形成された電子写真用光受容部材の層構成の一例を示した模式的断面図である。
【図７】発明の堆積膜形成装置及び堆積膜形成方法により形成された電子写真用光受容部材の層構成の一例を示した模式的断面図である。
【図８】発明の堆積膜形成装置及び堆積膜形成方法により形成された電子写真用光受容部材の層構成の一例を示した模式的断面図である。
【符号の説明】
１０１、２０１、３０１：カソード電極
１０２、２０２、３０２：材質Ａ
１０３、２０３、３０３：材質Ｂ
１０４：材質Ｃ
１０５：誘電体カバー
（ａ）：進行波
（ｂ）、（Ｃ）：反射波
▲１▼：単一材質のカソード電極を用いた場合の電界強度分布
▲２▼：反射面を設けた場合の電界強度分布
４０１：反応容器
４０２：排気管
４０３：ホルダーキャップ
４０４：支持体
４０５：ホルダー
４０６：支持体加熱用ヒーター
４０７：回転軸
４０８：カソード電極
４０９：ガス導入管
４１０：放電空間
４１１：マッチングボックス
４１２：高周波電源
４１３：モーター
５００、６００、７００、８００：電子写真用光受容部材
５０１、６０１、７０１、８０１：支持体
５０２、６０２：光導電層
５０３、６０３、７０３、８０３：表面層
６０４、７０４、：電荷注入阻止層
７０５：電荷輸送層
７０６：電荷発生層
８０７：光導電領域１
８０８：光導電領域２

Claims (20)

1. 真空気密可能な反応容器内に、カソード電極、支持体及びガス導入手段を設け、原料ガス及び高周波電源より高周波電力を導入し、該高周波電力により励起されるグロー放電により前記支持体上に堆積膜を形成する高周波プラズマＣＶＤ法による堆積膜形成装置において、前記カソード電極は前記高周波電力に対して少なくとも１つ以上の反射面及び／又は前記高周波電力の位相を変える領域を有し、前記反射面及び／又は前記高周波電力の位相を変える領域の長さは、該カソード電極を構成する材質部分が導電体の場合において０．１ｍｍ以上３０ｃｍ以下、誘電体の場合において０．１ｍｍ以上３ｃｍ以下としたことを特徴とする堆積膜形成装置。
2. 前記カソード電極は、長手方向に構成されていることを特徴とする請求項１に記載の堆積膜形成装置。
3. 前記カソード電極は、複数の部分からなり、その各部分が異なる材質で構成されていることを特徴とする請求項１または請求項２に記載の堆積膜形成装置。
4. 前記カソード電極を構成する複数の部分において、少なくともその１つは電極径が他の部分と異なることを特徴とする請求項３に記載の堆積膜形成装置。
5. 前記カソード電極を構成する複数の部分が、全て導電体から構成されていることを特徴とする請求項３に記載の堆積膜形成装置。
6. 前記カソード電極を構成する複数の部分は、少なくともその１つは誘電体であることを特徴とする請求項３に記載の堆積膜形成装置。
7. 前記反射面及び／又は前記高周波電力の位相を変える領域の長さが、前記カソード電極を構成する部分が導電体の場合においては０．２ｍｍ以上２０ｃｍ以下、誘電体の場合においては０．２ｍｍ以上３ｃｍ以下としたことを特徴とする請求項１〜請求項６のいずれか１項に記載の堆積膜形成装置。
8. 前記反射面及び／又は前記高周波電力の位相を変える領域の長さが、前記カソード電極を構成する部分が導電体の場合においては０．３ｍｍ以上１５ｃｍ以下、誘電体の場合においては０．３ｍｍ以上２ｃｍ以下としたことを特徴とする請求項１〜請求項６のいずれか１項に記載の堆積膜形成装置。
9. 前記カソード電極が、誘電体のカバーで覆われていることを特徴とする請求項１〜請求項８のいずれか１項に記載の堆積膜形成装置。
10. 前記誘電体は、アルミナであることを特徴とする請求項９に記載の堆積膜形成装置。
11. 前記カソード電極及び／又は前記誘電体のカバーの表面が、１０点平均粗さ０．１μｍ以上２０ｍｍ以下の凹凸を有していることを特徴とする請求項１〜請求項１０のいずれか１項に記載の堆積膜形成装置。
12. 前記カソード電極及び／又は前記誘電体のカバーの表面が、１０点平均粗さ３．０μｍ以上１０ｍｍ以下の凹凸を有していることを特徴とする請求項１〜請求項１０のいずれか１項に記載の堆積膜形成装置。
13. 前記カソード電極及び／又は前記誘電体のカバーの表面が、１０点平均粗さ５．０μｍ以上５ｍｍ以下の凹凸を有していることを特徴とする請求項１〜請求項１０のいずれか１項に記載の堆積膜形成装置。
14. 前記高周波電源は、その発振周波数が２０ＭＨｚ〜４５０ＭＨｚのものであることを特徴とする請求項１〜請求項１３のいずれか１項に記載の堆積膜形成装置。
15. 前記高周波電源は、その発振周波数が５１ＭＨｚ〜２５０ＭＨｚのものであることを特徴とする請求項１〜請求項１３のいずれか１項に記載の堆積膜形成装置。
16. 前記支持体は複数の円筒状支持体であり、該複数の円筒状支持体によって前記反応容器の放電空間を取り囲むように配置し、該放電空間内に前記カソード電極を設置したことを特徴とする請求項１〜請求項１３のいずれか１項に記載の堆積膜形成装置。
17. 真空気密可能な反応容器内に、カソード電極、支持体及びガス導入手段を設け、原料ガス及び高周波電力を導入し、該高周波電力により励起されるグロー放電により前記支持体上に堆積膜を形成する高周波プラズマＣＶＤ法による堆積膜形成方法において、前記カソード電極上に前記高周波電力に対して少なくとも１つ以上の反射面及び／又は前記高周波電力の位相を変える領域を設け、前記反射面及び／又は前記高周波電力の位相を変える領域の長さは、前記カソード電極を構成する材質部分が導電体の場合において０．１ｍｍ以上３０ｃｍ以下、誘電体の場合において０．１ｍｍ以上３ｃｍ以下のカソード電極を用い、該高周波電力の進行波と反射波及び／又は位相のずれた進行波の合成波によってグロー放電を生起させ、前記支持体上に堆積膜を形成することを特徴とする堆積膜形成方法。
18. 前記合成波は、前記支持体が接する放電空間長手方向に対してプラズマポテンシャルのむらが、平均値の±５０％以内となるように制御されていることを特徴とする請求項１７に記載の堆積膜形成方法。
19. 前記高周波電力の周波数は、２０ＭＨｚ〜４５０ＭＨｚであることを特徴とする請求項１７または請求項１８に記載の堆積膜形成方法。
20. 前記高周波電力の周波数は、５１ＭＨｚ〜２５０ＭＨｚであることを特徴とする請求項１７または請求項１８に記載の堆積膜形成方法。

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