JP4095205B2 - 堆積膜形成方法 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、堆積膜形成方法及び装置に関し、特に、光（ここでは広義の光で、紫外線、可視光線、赤外線、Ｘ線、γ線等を示す。）の様な電磁波に感受性のある光受容部材を安定に形成するのに適した堆積膜形成方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
固体撮像装置、あるいは像形成分野における電子写真用光受容部材や原稿読みとり装置における光導電層を形成する材料として、高感度でＳＮ比［光電流（Ｉｐ）／（Ｉｄ）］が高く、照射する電磁波のスペクトル特性にマッチングした吸収スペクトル特性を有すること、光応答性が速く、所望の暗抵抗値を有すること、使用時において人体に無公害であること、さらには固体撮像装置においては、残像を所定時間内に容易に処理することができる等の特性が要求される。特に事務機としてオフィスで使用される電子写真用光受容部材の場合には、上記の使用時における無公害性は重要な点である。
この様な観点に立脚して注目されている材料に、水素やハロゲン原子等の一価の元素でダングリングボンドが修飾されたアモルファスシリコン（以後、「ａ−Ｓｉ」と表記する）があり、例えば特開昭５４−８６３４１号公報には電子写真用光受容部材への応用が記載されている。
【０００３】
電子写真用光受容部材としては種々の形態が知られているが、所謂ドラム状の形態とするものが一般的である。この場合、円筒状の基体の表面に光導電層などの所望とする層、即ち光受容層、を形成して光受容部材を形成する。
円筒状基体上にａ−Ｓｉからなる光受容層を形成する場合には、スパッタリング法、熱により原料ガスを分解する方法（熱ＣＶＤ法）、光により原料ガスを分解する方法（光ＣＶＤ法）、プラズマにより原料ガスを分解する方法（プラズマＣＶＤ法）等、多数知られている。なかでもプラズマＣＶＤ法、すなわち、原料ガスを直流または高周波、マイクロ波グロー放電等によって分解し、円筒状基体上に堆積膜を形成する方法は電子写真用光受容部材の形成方法等、現在実用化が非常に進んでいる。
【０００４】
図１は、プラズマＣＶＤ装置の一例を示す断面略図である。図中、６１００は真空反応容器全体を示し、６１１１は真空反応容器の側壁を兼ねたカソード電極であり、６１２３は真空反応容器の上壁となるゲート、６１２１は真空反応容器の底壁である。前記カソード電極６１１１と、上壁６１２３及び底壁６１２１とは、夫々、碍子６１２２で絶縁されている。
６１１２はアルミニウム等の金属製の補助基体６１１３−ａに装着され、真空反応容器内に設置された基体であり、該基体６１１２上端には補助基体キャップ６１１３−ｂが装着されている。該基体６１１２は接地されてアノード電極となるものである。補助基体６１１３−ａの中には、基体加熱用ヒーター６１１４が設置されており、成膜前に基体を所定の温度に加熱したり、成膜中に基体を所定の温度に維持したり、あるいは成膜後基体をアニール処理したりするのに用いる。
【０００５】
６１１５は堆積膜形成用原料ガス導入管であって、真空反応空間内に該原料ガスを放出するためのガス放出孔（図示せず）が多数設けられており、該原料ガス導入管６１１５の他端は、ガス供給管６１１７、バルブ６２６０を介して堆積膜形成用原料ガス供給系６２００に連通している。
６１２４は、真空反応容器内を真空排気するための排気管であり、排気バルブ６１１９を介して真空排気装置（図示せず）に連通している。排気管６１２４には真空計６１２０が接続され、また、真空反応容器内を大気に解放する時などに利用される反応容器リークバルブ６１１８がまた排気管６１２４に接続されている。６１１６は、カソード電極６１１１への電力印加手段である。
堆積膜形成用原料ガス供給系６２００は所望の原料ガスを貯留する原料ガスボンベ６２２１〜６２２６を有する。各原料ガスボンベ６２２１〜６２２６はバルブ６２３１〜６２３６を介して配管に接続され流入バルブ６２４１〜６２４６を通じてマスフローコントローラー６２１１〜６２１６に原料ガスを流入可能とされている。マスフローコントローラー６２１１〜６２１６からは流出バルブ６２５１〜６２５６を介してバルブ６２６０に各配管が集約されるように結合される。配管の原料ガスボンベ６２２１〜６２２６と流入バルブ６２４１〜６２４６の間には夫々圧力調整器６２６１〜６２６６が接続されている。
こうしたプラズマＣＶＤ法による堆積膜形成装置の操作方法は次のようにして行なわれる。即ち、真空反応容器内のガスを、排気管６１２４を介して真空排気すると共に、加熱用ヒーター６１１４により基体６１１２を所定温度に加熱、保持する。次に原料ガス導入管６１１５を介して、例えばａ−ＳｉＨ堆積膜を形成する場合であれば、シラン等の原料ガスを真空反応容器内に導入し、該原料ガスは、ガス導入管の原料ガス放出孔（図示せず）から真空反応容器内に放出される。これと同時併行的に、電力印加手段６１１６から、例えば高周波をカソード電極６１１１と基体（アノード電極）６１１２間に印加しプラズマ放電を発生せしめる。かくして、真空反応容器内の原料ガスは励起され励起種化し、Ｓｉ＊、ＳｉＨ＊等（＊は励起状態を表わす。）のラジカル粒子、電子、イオン粒子等が生成され、これらの粒子間または、これらの粒子と基体表面との化学的相互作用により、基体表面上に堆積膜を形成する。
【０００６】
このような、例えばａ−Ｓｉからなる電子写真用光受容部材を形成する場合、円筒状基体を真空反応容器内に運搬ならびに保持する必要があることから、円筒状基体内部に補助基体を挿入することが行われる。また例えば特開昭６０−８６２７６号公報などに開示されているように、その特性を均一なものにする目的で、基体上下に補助基体を設ける必要があること等の理由からも円筒状基体内部に補助基体を挿入することが、一般に行われている。更に、例えば、特開平７−１８１７００号公報によれば、画像欠陥を防ぎ、且つ電子写真特性の向上を図り、更に均一な高品位の画像を得る目的で、補助基体の母材は、基体に相対する部分は熱伝導度の大きな材料を用い、補助基体上部又は／及び下部は熱膨張係数及び熱伝導度の小さい材料で構成する技術が開示されている。
また、例えば、特開平７−２３０１７８号公報によれば、画像欠陥を防ぎ、且つ電子写真特性の向上を図り、更に均一な高品位の画像を得る目的で、補助基体の内側の表面をセラミックスで形成する技術が開示されている。
これらの技術により電子写真用感光体の膜厚や膜質の均一性が向上し、それに伴って歩留も向上してきた。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
このような装置で作成された光受容部材は、膜厚、膜質が均一化され歩留の面で改善されてきたが、総合的な特性向上を図る上でさらに改良される余地が存在するのが実情である。特に、電子写真装置の高画質、高速化、高耐久化は急速に進んでおり、電子写真用感光体として用いる場合においては電気的特性や光導電特性の更なる向上とともに、帯電能、感度を維持しつつあらゆる環境下で大幅に性能を延ばすことが求められている。
そして、電子写真装置の画像特性向上のために電子写真装置内の光学露光装置、現像装置、転写装置等の改良がなされた結果、電子写真用感光体においても従来以上の画像特性の向上が求められるようになった。
このような状況下において、前述した従来技術により上記課題についてある程度の膜厚、膜質の均一化が可能になってはきたが、更なる画像品質の向上に関しては未だ改善の余地がある。特にアモルファスシリコン系感光体（光受容部材）の更なる高画質化への課題として、更に、均一な膜を得るとともに、微小な画像欠陥の発生を抑制することが挙げられる。微小な画像欠陥は、成膜中に基体以外、即ち反応空間内や、補助基体外面に付着した膜等が基体上に飛散し、堆積膜が異常成長し、画像上で微小な画像欠陥の発生するところとなる。そのため、基体以外に付着した膜等の生成物が基体へと飛散することを防止しなければならない。
【０００８】
そこで、本発明は、上記した従来技術における諸課題を解決し、基体以外に付着した膜等の生成物が基体へ飛散することを防止して、膜厚および膜質が均一な堆積膜を定常的に形成し、かつ、画像欠陥を激減しうる堆積膜形成方法を提供することを目的としている。また、本発明は、形成される膜の諸物性、堆積膜形成速度、再現性及び膜の生産性を向上させ、量産化を行う場合その歩留まりを飛躍的に向上させることが可能な堆積膜形成方法を提供することを目的としている。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
本発明は、上記課題を達成するために、堆積膜形成方法をつぎのように構成したことを特徴とするものである。
すなわち、本発明の堆積膜形成方法は、補助基体に装着した基体の上部に補助基体キャップを設け、減圧気相成長法により、該基体の表面に堆積膜を形成する堆積膜形成方法において、
前記基体上端から２０ｍｍ以内における該基体の上端部における温度と、該基体の上部に設けられている前記補助基体キャップ下端から２０ｍｍ以内における該補助基体キャップの下端部における温度との最大温度差が、１５％以下となるようにすると共に、
前記補助基体キャップの外面の表面粗さをＲｚで、４０μｍ以下として該補助基体キャップに堆積する堆積膜の密着性を向上させ、堆積膜を形成することを特徴としている。
また、本発明の堆積膜形成方法は、前記堆積膜が、シリコン原子を母材とする非晶質材料からなる光受容部材を形成する堆積膜であることを特徴としている。
また、本発明の堆積膜形成方法は、前記最大温度差が、１０％以下であることを特徴としている。
また、本発明の堆積膜形成方法は、外面の表面粗さがＲｚで、３０μｍ以下であることを特徴としている。
また、本発明の堆積膜形成方法は、前記補助基体及び補助基体キャップの母体となる金属が、前記基体と同種類の金属を含むことを特徴としている。
また、本発明の堆積膜形成方法は、前記補助基体及び補助基体キャップの母体となる金属が、Ａｌであることを特徴としている。
また、本発明の堆積膜形成方法は、前記補助基体内側の表面が、セラミックで構成されていることを特徴としている。
また、本発明の堆積膜形成方法は、前記補助基体内側の表面のセラミックが、Ａｌ2Ｏ3とＣｒ2Ｏ3の混在系であることを特徴としている。
【００１０】
【発明の実施の形態】
本発明者らは、堆積膜形成方法における前述の本発明の目的を達成すべく鋭意研究を重ねたところ、基体の上端部における温度に対して、該基体の上部に設けられている該補助基体キャップの下端部における温度の最大温度差を、所定以下となるように温度制御して堆積膜を形成することが、画像欠陥の解消に大きく影響するという知見を得た。
すなわち、この最大温度差は、基体温度の好ましくは１５％以下、より好ましくは１０％以下にすることにより、また、該基体上端から２０ｍｍ以内の温度に対する該補助基体キャップ下端から２０ｍｍ以内での温度の最大温度差が１５％以下、好ましくは１０％以下にすると共に、補助基体キャップの外面の表面粗さをＲｚで、４０μｍ以下、好ましくは３０μｍ以下とすることにより、該補助基体キャップに堆積した堆積膜の密着性が向上し、堆積膜形成中の該補助基体キャップから基体への膜片等の飛散が解消され、それらを核として堆積膜が異常成長して起る画像欠陥を抑制して、画像欠陥を解消することができるという知見を得た。本発明は、これらの知見に基づいて完成に至ったものである。
【００１１】
以下に、これの点について、更に詳しく説明する。
本発明においては、基体上端から２０ｍｍ以内の最大温度に対して、該基体上部に設けられている補助基体キャップ下端から２０ｍｍ以内の温度差の最大を１５％以下、好ましくは１０％以下にすることにより、補助基体キャップに堆積した堆積膜の密着性が向上されたことで、堆積膜形成中の補助基体キャップから基体への膜片等の飛散が解消され、それらを核として堆積膜が異常成長して起る画像欠陥、いわゆる画像上での黒ぽちが改善された。
これらの理由については、以下のように考えられる。
プラズマＣＶＤ法により例えばアモルファスシリコン堆積膜を基体上に形成する場合、反応は、気相に於ける原料ガスの分解過程、放電空間から基体表面までの活性種の輸送過程、基体表面での表面反応過程の３つに分けて考えることができる。中でも、表面反応過程は完成した堆積膜の構造の決定に非常に大きな役割を果たしている。そして、これらの表面反応は、基体表面の温度、材質、形状、吸着物質などに大きな影響を受けるのである。この基体上での成長過程を水素を含むアモルファスシリコンを例にしてもう少し詳細に説明すると以下のようになる。プラズマ中で分解して輸送されてきた分解種は基体上に付着してアモルファスシリコン膜のネットワークを形成するが、まだ３次元的にネットワークが完成されていないアモルファスシリコンの成長面では水素原子の脱離、ダングリングボンドヘの水素原子や珪素原子の結合、エネルギー的に高い結合を持つ原子の再配置などにより、構造欠陥の少なく、エネルギー的に安定な方向への化学的反応（緩和過程）が起こる。これらの結果、堆積膜としてはダングリングボンドの減少、ギャップ準位密度の低下、Ｓｉ−Ｈ2結合が減少してＳｉ−Ｈ結合が主となる等の減少が観察される。これらの反応は基体の熱エネルギーにより制御されるため、堆積膜形成中の基体温度が非常に重要となる。また、基体上端に装着された補助基体キャップは、堆積膜形成中に分解された化学種の基体裏側へのまわり込みを防止する目的で装着されているが、基体上端に装着されているという点で、密着性の面では、補助基体キャップに堆積される堆積膜としては、基体に堆積される堆積膜とほぼ同等の膜特性が要求される事から、堆積膜形成中の補助基体キャップの温度も非常に重要となる。
【００１２】
該基体の加熱方法は、赤外線などを用いて気相成長面を直接加熱することも可能であるが、気相成長側に加熱手段を設けることは工業的にみて実際的でないため、通常は、補助基体の内側に加熱手段が設けられる。
従って基体及び補助基体キャップを所定の温度に加熱するためには、補助基体の内面で受けた熱を間接的に基体及び補助基体キャップに伝達するようにする。また、基体と補助基体及び補助基体キャップからなる基体部材は、特性の均一化を図るために該基体部材を回転させる等の理由から、基体部材と加熱手段は非接触状態にすることが望ましい。その場合、熱の伝達は主として加熱手段から補助基体への熱輻射により行われ、その後補助基体から基体、補助基体キャップヘの熱輻射及び、または、熱伝導で行われる。
この際、基体及び補助基体キャップの表面温度は、加熱手段の用いるヒーターの形状や、反応炉の構成により、大きく影響される事がある。更には、加熱された基体及び補助基体を運搬工程を経て反応炉へ移送する際、補助基体の上部のチャッキング部を、搬送手段である搬送機のチャッキング部とをドッキングさせ補助基体を移送させるため、搬送機のチャッキング部は通常金属製で常温状態であることから、補助基体上部及び補助基体キャップは接触の際に生じる放熱作用により基体に対して温度が下がり温度差が生じてしまう。
このため、補助基体キャップに堆積する堆積膜の、堆積膜形成時の温度が低がために基体に堆積される堆積膜とは異なり、非常に剥がれ易い膜となり、その結果、堆積膜形成中に膜剥がれをおこし基体表面に飛散する事で、その付着した部分が核となり、堆積膜が異常成長して起る画像欠陥、いわゆる画像上での黒ぽちが生じてしまうことがある。
更に、補助基体及び補助基体キャップは、連続生産でのコスト面から、堆積膜形成後真空反応容器から取り出された後、毎回、ガラスビーズを用いた液体ホーニングによりブラスト処理され付着している膜等を取りのぞき再使用されている。この際、補助基体及び補助基体キャップ表面は、ブラスト処理にて粗されてしまう。
そのため、補助基体については、表面はある程度粗面化されていても基体及び補助基体キャップに熱を伝導させるための熱輻射の点からは問題はないが、補助基体キャップは、基体表面と比較すると、補助基体キャップ表面は粗される事により表面積が大きくなり、その結果基体と同等に加熱されても、表面積の違いによる表面側からの放熱量が異なる事から補助基体キャップの温度が低くなってしまう。特に補助基体キャップは基体上端に装着されているという点から、特にその傾向が高くなる。
【００１３】
本発明は、この温度差について鋭意研究を行ったもので、基体上端部の温度に対して該基体上部に設けられている該補助基体キャップ下端部の温度の最大温度差が１５％以下、好ましくは１０％以下にする事で、補助基体キャップからの堆積膜形成中に膜剥がれをおこし基体表面に飛散し、その付着した部分が核となり、堆積膜が異常成長して起る画像欠陥、いわゆる画像上での黒ぽちが生じてしまうという事を抑制する。特に、基体と補助基体キャップ近傍での温度差が急激にある場合は、堆積される膜の応力差等により、より顕著に起こる事から、その温度差については、諸々の条件を考慮する必要はあるが、一般的には該基体上端から２０ｍｍ以内と該補助基体キャップ下端から２０ｍｍ以内での最大温度差が重要である。
この近傍での温度差については、本発明より、基体と補助基体キャップとの表面粗さの違いによる表面積差で起こっていることから、その温度差を抑える目的で表面粗さに注目することは好ましい。前記補助基体キャップの外面の表面粗さをＲｚで、４０μｍ以下、好ましくは３０μｍ以下にする事で、補助基体キャップの表面温度の低下が緩和され、基体の表面温度に近い状態で堆積膜が形成される。これによって基体及び補助基体キャップ表面に堆積される膜はほぼ同等となり、補助基体キャップからの堆積膜形成中に膜剥がれをおこし基体表面に飛散し、その付着した部分が核となり、堆積膜が異常成長して起る画像欠陥、いわゆる画像上での黒ぽちが生じてしまうという事が抑制されるものである。また、補助基体キャップの表面組さは、粗すぎると温度低下になるばかりでなく、ダストの付着を招くため、前記の粗さとするのが望ましい。
【００１４】
また、前記補助基体及び補助基体キャップの母体となる金属が、前記基体と同種類の金属を含むことが好ましい。一般に、光受容部材の基体としてはＡｌ又はＡｌ合金が好んで用いられるので、前記補助基体及び補助基体キャップの母体となる金属が、Ａｌである事は望ましい。更に、加熱手段からの熱を効率的に得るために、前記補助基体内側の表面が、セラミックで構成されていることは好ましい。前記補助基体内側の表面のセラミックは、耐酸性に優れた材料、熱輻射を受け易い材料のうちの、少なくともいずれか一つから構成されるのが望ましい。前記補助基体内側の表面のセラミックの具体的な一例としてはＡｌ2Ｏ3とＣｒ2Ｏ3の混在系を挙げることができる。
本発明は運搬工程を要する、例えば図２に示すような、各処理毎に専用の真空容器を備えた装置によって、光受容部材を形成する際においても効果的である。
【００１５】
図２の装置について説明する。図２は堆積膜形成装置全体の概略配置図であり、５１０は清浄な雰囲気で基体を金属を母体とした補助基体に装着し、真空にするための真空投入容器である。５１１は基体を所定の温度に加熱、保持するための真空加熱容器、５１２は堆積膜を形成するための真空反応容器、５１３は堆積膜形成後の基体等を冷却し、取り出すための真空冷却容器である。５３４は補助基体又は補助基体と基体を各処理容器である真空投入容器５１０、真空加熱容器５１１、真空反応容器５１２、真空冷却容器５１３の各位置に移動するための真空搬送容器である。
５１４、５１５、５１６、５１７は各処理容器を真空にするための排気装置、５１８、５１９、５２０、５２１は真空搬送容器５３４が各真空処理容器である真空投入容器５１０、真空加熱容器５１１、真空反応容器５１２、真空冷却容器５１３に接続されたときゲートバルブ５３５とゲートバルブ５２２、５２３、５２４、５２５の空間を真空にするための排気装置である。例えば真空反応容器５１２への基体をセットした補助基体の出し入れは、次のようにして行われる。真空搬送容器５３４のゲートバルブ５３５を真空加熱容器５１１のゲートバルブ５２３上に密着させ、ゲートバルブ５３５とゲートバルブ５２３との間の空間を排気装置５１９により真空にする。次いでゲートバルブ５２３、５３５を開き、真空搬送容器５３４内に設けられた上下移動機構（図示せず）により真空加熱容器５１１内より加熱された基体を補助基体とともに真空搬送容器５３４内に搬出する。その後ゲートバルブ５２３、５２４を閉じ真空搬送器５３４を真空反応容器５１２に対向する位置に移動する。次いで、同様の操作で次に真空反応容器５１２内に基体をセットした補助基体を搬入する。移送時間は、通常３〜１０分程である。
【００１６】
その後は、前述のように真空反応容器５１２内で、基体上に堆積膜を形成する。そして最後に真空冷却容器５１３へ基体をセットした補助基体を搬入し、真空冷却容器５１３内で基体は冷却された後、真空冷却容器５１３内を大気圧にし、基体を取り出す。
このような各処理毎に専用の真空容器を備えた光受容部材の形成装置においても効果的である理由は以下のとおりである。真空加熱容器５１１で加熱された補助基体は、補助基体の上部のチャッキング部を、真空搬送容器５３４内にある搬送機のチャッキング部とをドッキングさせ移送される。搬送機のチャッキング部は金属製であり、且つ常温状態であることから、補助基体上部及び補助基体キャップは搬送機のチャッキング部との接触の際に生じる放熱作用により部分的に温度が下がってしまう。このように堆積膜形成前に加熱された補助基体の移動は、移送時間中に補助基体キャップの温度を基体よりも低下させてしまう。このような温度差に対しても補助基体キャップの表面粗さをＲｚで、４０μｍ以下、好ましくは３０μｍ以下にする事で、加熱及び移送段階での、補助基体キャップからの放熱が軽減されることで、温度低下を抑制する事がでる。つまり、基体と補助基体キャップとの温度差が比較的無い状態でこれらが真空反応容器５１２に投入され、堆積膜が形成されることになる。
【００１７】
以下、図面にしたがって本発明により光受容部材を形成する方法について、具体例を挙げて、更に詳細に説明する。
図３（Ａ）及び図３（Ｂ）は夫々、本発明により光受容部材を形成する方法を説明するための基体支持部の一例を一部を断面図として模式的に示した構成図である。
１０１は補助基体であり、１０３は補助基体キャップ、１０２は基体を示している。
補助基体１０１は、加熱手段１０５からの輻射熱を直接受ける。熱は補助基体１０１内部を熱伝導で伝わり、さらには、補助基体１０１の外面に伝わり、最終的に装着された基体１０２及び補助基体キャップ１０３の表面に伝えられる。この熱伝導、輻射熱に対して基体１０２及び補助基体キヤップ１０３の表面側では、放熱が起こる。基体１０２と補助基体キャップ１０３でそれらの表面粗さの違いにより放熱量が異なるため、表面粗さの粗い補助基体キャップ１０３では基体１０２よりその表面温度が低下してしまう。これによって基体１０２と補助基体キャップ１０３の基体１０２の近傍で温度差が生じてしまう。このような点を考慮して、前述したように補助基体キャップ１０３の表面粗さは、Ｒｚで４０μｍ以下、好ましくは３０μｍ以下にし、補助基体キャップ１０３の表面温度低下を抑制し、基体１０２との温度差を小さくしている。
また置き台部分１０６については、これに換えてヒーター１０５の支柱と兼用させるようにして用いることも出来る。また、基体１０２と補助基体１０１は、熱伝導を良くするために接触させるのが望ましいが、許容し得る程度の間隙（空間）があってもよい。また、図３（Ｂ）に示す様に、補助基体１０１の内面１０７の表面をセラミックで構成してもよい。
【００１８】
補助基体１０１及び補助基体キャップ１０３は、基体と同種類の材料を含有したほうが、熱膨張による体積変化が等しくなり、基体との密着性あるいは基体と間隔が安定して保たれるため、均一性の面から好ましい。補助基体１０１及び補助基体キャップ１０３の母体となる金属の材質としては、例えば、Ａｌ，Ｃｒ，Ｍｏ，Ａｕ，Ｉｎ，Ｎｂ，Ｔｅ，Ｖ，Ｔｉ，Ｐｔ，Ｐｄ，Ｆｅ等の金属、およびこれらの合金、例えばステンレス等が好適に使用できるものとして挙げられるが、基体がＡｌ又はＡｌ合金であることを考慮すると、Ａｌ又はＡｌ合金が適している。
補助基体１０１の外面の表面粗さに関しては、表面積を増し輻射熱を効率的に得るためは、表面は粗い方がよい。一方であまり表面性を粗くし表面積を増加させると、ダストが増加し、また発塵しやすくなることがある。よって、表面性は十点平均粗さ（Ｒｚ）で、５〜２００μｍが好ましく、１０〜９０μｍがより好ましい。また、表面性は、内面全面において均一であることが好ましいが、面内における最大値と最小値の差が１００μｍ以内であれば実用上問題ない。
補助基体１０１及び、補助基体キャップ１０３の厚さ（肉厚）は基体を保持している間に変形することがなければ特に制限はない。しかし、現実的な、コスト、取り扱い性、強度、加熱時間、加熱温度などを考慮すると好ましくは、０．５〜３０ｍｍ、より好ましくは１〜２０ｍｍとするのが望ましい。
補助基体１０１は、少なくとも基体１０２よりも長く形成されている方が形成される膜の均一性や取り扱いの面から好ましい。補助基体１０１の長さは取りつける装置によるもので一概には言えるものではないが、コスト等を鑑みると一つの基体ホルダーに一つの基体を配置する場合には、基体の長さを１００とすると好ましくは１００〜２００、より好ましくは１１０〜１７０とするのが望ましい。一つの基体ホルダーに複数の基体を配する場合には、複数の基体の堆積膜形成面の長さの合計が上述した関係とされればよい。
【００１９】
補助基体１０１には、補助基体の運搬や基体の搬送のために図３（Ａ）及び図３（Ｂ）に示されているような運搬用チャッキング部１０４を形成することが望ましい。尚、運搬のためのチャッキングが正確で確実に行われるのであれば、凸形状、凹形状等の様々な形状とすることが可能である。
本発明において、補助基体１０１の内面１０７を、セラミックで構成することにより、さらに、温度を効率的に伝達する事が出来、特性の均一性の向上および、画像欠陥の低減に効果的である。
補助基体１０１の内面１０７を構成するセラミック材料としては、特に制限はなく、例えば、Ａｌ2Ｏ3、Ｃｒ2Ｏ3、ＭｇＯ、ＴｉＯ2、ＳｉＯ2等が挙げられるが、Ａｌ2Ｏ3、ＴｉＯ2、ＳｉＯ2等の耐酸性の優れた材料が、ａ−Ｓｉからなる光受容部材の製造工程において使用する例えばハロゲン原子を含む化合物ガス（Ｆ2、ＣｌＦ3、ＳｉＦ4 ｅｔｃ）等に対する耐食性の面から好ましい。また、ＷＣ、ＴａＮ、Ｃｒ2Ｏ3等の輻射熱を受け易い材料も、多少表面の変質が生じても、その影響をほとんど受けないため好ましい。さらに、耐酸性の優れた材料と幅射熱を受け易い材料の混在材料がより好ましい。
混合材料を用いる場合その混合比は、両者の機能を得るために、耐酸性の優れた材料をａ（ｇ）、輻射熱を受け易い材料をｂ（ｇ）として、ａ：ｂが１：９９〜９９：１が好ましく、１０：９０〜９０：１０がより好ましい。
【００２０】
補助基体１０１の内面１０７を構成するセラミック材料の気孔率は耐熱性の向上や、水分等の吸着防止のために１〜２０％が好ましく、１〜１５％がより好ましい。
補助基体１０１の内面１０７を構成するセラミックの表面性に関しては、表面積を増し輻射熱を効率的に得るためは、表面は粗い方がよい。一方であまり表面性を粗くし表面積を増加させると、ダストが増加し、また発塵しやすくなることがある。よって、表面性は十点平均粗さ（Ｒｚ）で、５〜２００μｍが好ましく、１０〜９０μｍがより好ましい。また、表面性は、内面全面において均一であることが好ましいが、面内における最大値と最小値の差が１００μｍ以内であれば実用上問題ない。
補助基体１０１の内面１０７をセラミック材料で形成する手段としては特に制限はないが、ＣＶＤ法、メッキあるいは溶射手段等の表面コーテイング法が挙げられる。なかでも溶射手段がコスト面からあるいはコーティング対象物の大きさ形状の制限を受けにくいためより好ましく、特にプラズマ溶射法は、気孔率が低く密着性も良好なためより好ましい。また例えばセラミック材料からなる円筒を、金属製の基体ホルダーの内面に密着するように装着してもよい。
補助基体１０１の内面１０７をセラミック材料で形成する際には、内面を清浄に処理した後セラミックを上記手段により金属表面に形成するが、密着性を増すために、セラミックと金属表面の間に例えばＡｌとＴｉの混合材等の下引き層を設ける方が好ましい。
セラミック材料は補助基体１０１の内面の全面を覆うことが好ましいが、基体ホルダーの接地等のために覆われない部分が一部存在してもよい。
補助基体１０１の内面１０７を構成するセラミック材料の厚さは特に制限はないが、耐久性及び均一性を増すために、また伝熱性及び製造コストの面から１０〜１００００μｍが好ましく、２０〜５０００μｍがより好ましい。
【００２１】
本発明において使用される基体１０２としては、例えば、Ａｌ，Ｃｒ，Ｍｏ，Ａｕ，Ｉｎ，Ｎｂ，Ｔｅ，Ｖ，Ｔｉ，Ｐｔ，Ｐｄ，Ｆｅ等の金属、およびこれらの合金、例えばステンレス等が挙げられ、特にＡｌ又はＡｌ合金は本発明には適している。また、ポリエステル、ポリエチレン、ポリカーボネート、セルロースアセテート、ポリプロピレン、ポリ塩化ビニル、ポリスチレン、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基体も用いることができる。さらに、光導電層を形成する側とは反対側の表面も導電処理することがより好ましい。
基体の形状は平滑表面あるいは凹凸表面であることができ、その厚さは、所望通りの光受容部材を形成し得るように適宜決定するが、光受容部材としての可撓性が要求される場合には、基体としての機能が充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、基体に製造上および取り扱い上、機械的強度等の点から通常は１００μｍ以上とされる。
特に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、いわゆる干渉縞模様による画像不良を解消するために、基体表面に凹凸を設けてもよい。
基体表面に設けられる凹凸は、特開昭６０−１６８１５６号公報、同６０−１７８４５７号公報、同６０−２２５８５４号公報等に記載された公知の方法により作製することができる。
又、レーザー光などの可干渉光を用いた場合の干渉縞模様による画像不良を解消する別の方法として、基体表面に複数の球状痕跡窪み（たとえばディンプル）による凹凸形状を設けてもよい。即ち、基体の表面が光受容部材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によるものである。基体表面に設けられる複数の球場痕跡窪みによる凹凸は、特開昭６１−２３１５６１号公報に記載された公知の方法により作製される。
【００２２】
本発明の光受容部材のａ−Ｓｉからなる光受容部層はシリコン原子と、水素原子又はハロゲン原子以外に、フェルミ準位や禁止帯幅等を調整する成分としてホウ素、ガリウム等のIII族原子、窒素、リン、ヒ素等のＶ族原子、酸素原子、炭素原子、ゲルマニウム原子等を単独もしくは適宜組み合わせて含有させてもよい。
また、光受容部層として、基体との密着性の向上あるいは電荷受容能の調整等の目的で電荷注入阻止層や、表面の保護あるいは表面からの電荷の注入の防止等の目的で表面層を設けるなどの多層構成としてもよい。
本発明において、光受容部層を形成するには、スパッタリング法、熱ＣＶＤ法、光ＣＶＤ法、プラズマＣＶＤ法等、真空堆積法が適用される。
【００２３】
以下、高周波プラズマＣＶＤ法、マイクロ波プラズマＣＶＤ法およびＶＨＦプラズマＣＶＤ法によって堆積膜を形成するための装置及び形成方法の一例について詳述する。
図１は高周波プラズマＣＶＤ（以下「ＲＦ−ＰＣＶＤ」と表記する）法による電子写真用光受容部材の製造装置の一例を示す模式的な構成図である。
図１に示すＲＦ−ＰＣＶＤ法による堆積膜の製造装置の構成は前述した通りである。この装置は大別すると、堆積装置６１００、原料ガスの供給装置６２００、反応容器６１１１内を減圧にするための排気装置（図示せず）から構成されている。堆積装置６１００中の反応容器６１１１内には、金属を母体とした補助基体６１１３−ａに装着された導電性円筒状基体６１１２があり、該円筒状基体上には補助基体キャップ６１１３−ｂが装着されている。基体加熱用ヒーター６１１４、原料ガス導入管６１１５が設置され、更に高周波マッチングボックス６１１６が接続されている。
原料ガス供給装置６２００は、ＳｉＨ4、Ｈ2、ＣＨ4、ＮＯ、Ｂ2Ｈ6、ＧｅＨ4等の原料ガスのボンベ６２２１〜６２２６とバルブ６２３１〜６２３６、６２４１〜６２４６、６２５１〜６２５６およびマスフローコントローラー６２１１〜６２１６から構成され、各原料ガスのボンベはバルブ６２６０を介して反応容器６１１１内のガス導入管６１１５に接続されている。
【００２４】
この装置を用いた堆積膜の形成は、例えば以下のように行なうことができる。まず、反応容器６１１１内に金属を母体とし、ある特定の部分の外面が黒化処理された基体ホルダー６１１３に装着された円筒状基体６１１２を設置し、不図示の排気装置（例えば真空ポンプ）により反応容器６１１１内を排気する。続いて、基体加熱用ヒーター６１１４をＯＮする。すると、基体ホルダー６１１３の内面が基体加熱用ヒーター６１１４からの輻射熱を直接受ける。内面で受けられた熱は補助基体６１１３−ａの母体の金属内部を熱伝導で伝わり、更に補助基体６１１３−ａの表面に伝わり、最終的に装着された円筒状基体６１１２及び補助基体キャップ６１１３−ｂの表面に伝えられる。この際に起こる熱伝導、輻射熱を、円筒状基体６１１２の表面温度に対して、補助基体キャップ６１１３−ｂの表面温度の最大温度差が１５％以下、好ましくは１０％以下の所定の温度以下となるようにし、円筒状基体６１１２表面温度を５０℃〜５００℃の所定の温度に制御する。
堆積膜形成用の原料ガスを反応容器６１１１に流入させるには、ガスボンベのバルブ６２３１〜６２３６、反応容器のリークバルブ６１１８が閉じられていることを確認し、また、流入バルブ６２４１〜６２４６、流出バルブ６２５１〜６２５６、補助バルブ６２６０が開かれていることを確認して、まずメインバルブ６１１９を開いて反応容器６１１１およびガス配管内６１１７を排気する。
次に真空計６１２０の読みが約６．７×１０-4Ｐａになった時点で補助バルブ６２６０、流出バルブ６２５１〜６２５６を閉じる。
その後、ガスボンベ６２２１〜６２２６より各ガスをバルブ６２３１〜６２３６を開いて導入し、圧力調整器６２６１〜６２６６により各ガス圧を（例えば２Ｋｇ／ｃｍ2）調整する。次に、流入バルブ６２４１〜６２４６を徐々に開けて、各ガスをマスフローコントローラー６２１１〜６２１６内に導入する。
【００２５】
以上のようにして成膜の準備が完了した後、円筒状基体６１１２上に例えば電荷注入阻止層、感光層、表面層等の各層の形成を行う。
円筒状基体６１１２が所定の温度になったところで流出バルブ６２５１〜６２５６のうちの必要なものおよび補助バルブ６２６０を徐々に開き、ガスボンベ６２２１〜６２２６から所定のガスをガス導入管６１１５を介して反応容器６１１１内に導入する。次にマスフローコントローラー６２１１〜６２１６によって各原料ガスが所定の流量になるように調整する。その際、反応容器６１１１内の圧力が１３３Ｐａ以下の所定の圧力になるように真空計６１２０を見ながらメインバルブ６１１９の開口を調整する。内圧が安定したところで、電力印加手段６１１６のＲＦ電源（図示せず）を所望の電力に設定して、高周波マッチングボックス（図示せず）を通じて反応容器６１１１内にＲＦ電力を導入し、ＲＦ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容器内に導入された原料ガスが分解され、円筒状基体６１１２上に所定のシリコンを主成分とする堆積膜が形成されるところとなる。所望の膜厚の形成が行われた後、ＲＦ電力の供給を止め、流出バルブを閉じて反応容器へのガスの流入を止め、堆積膜の形成を終える。
同様の操作を複数回繰り返すことによって、所望の多層構造の光受容層が形成される。
それぞれの層を形成する際には必要なガス以外の流出バルブはすべて閉じられていることは言うまでもなく、また、それぞれのガスが反応容器６１１１内、流出バルブ６２５１〜６２５６から反応容器６１１１に至る配管内に残留することを避けるために、流出バルブ６２５１〜６２５６を閉じ、補助バルブ６２６０を開き、さらにメインバルブ６１１９を全開にして系内を一旦高真空に排気する操作を必要に応じて行う。
また、膜形成の均一化を図る場合は、膜形成を行なっている間は、円筒状基体６１１２を駆動装置（図示せず）によって所定の速度で回転させる。
上述のガス種およびバルブ操作は各々の層の作成条件にしたがって変更が加えられることは言うまでもない。
【００２６】
円筒状基体６１１２の加熱方法は、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、例えば図２に示す装置構成のように、反応容器６１１１以外に加熱専用の容器を設け、円筒状基体６１１２を加熱した後、反応容器６１１１内に真空中で円筒状基体６１１２を搬送する等の方法が用いられる。
ＲＦ−ＣＶＤ法においては、反応容器内のガス圧も同様に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１×１０-2〜１３３０Ｐａ、好ましくは６．７×１０-2〜６７０Ｐａ、最適には１×１０-1〜１３３Ｐａとするのが好ましい。
放電電力もまた同様に層設計にしたがって適宜最適範囲が選択されるが、Ｓｉ供給用のガスの流量に対する放電電力を、通常の場合０．１〜７倍、好ましくは０．５〜６倍、最適には０．７〜５倍の範囲に設定することが望ましい。
さらに、支持体の温度は、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２００〜３５０℃とするのが望ましい。
【００２７】
次に、マイクロ波プラズマＣＶＤ（以下「μＷ−ＰＣＶＤ」と表記する）法によって形成される電子写真用光受容部材の製造方法について説明する。
図１に示した製造装置におけるＲＦ−ＰＣＶＤ法による堆積装置６１００を、図４（Ａ）、（Ｂ）に示す堆積装置３１００に交換して原料ガス供給装置６２００と接続することにより、μＷ−ＰＣＶＤ法による電子写真用光受容部材製造装置を得ることができる。
この装置は、真空気密化構造を成した減圧にし得る反応容器３１１１、原料ガスの供給装置、および反応容器内を減圧にするための排気装置（図示せず）から構成されている。反応容器３１１１内にはマイクロ波電力を反応容器内に効率よく透過し、かつ、真空気密を保持し得るような材料（例えば石英ガラス、アルミナセラミックス等）で形成されたマイクロ波導入窓３１１２、スタブチューナー（図示せず）およびアイソレーター（図示せず）を介してマイクロ波電源（図示せず）に接続されているマイクロ波の導波管３１１３を通してマイクロ波電力が導入可能とされている。金属を母体とした補助基体３１１４−ａに装着された堆積膜を形成すべき円筒状基体３１１５、該円筒状基体３１１５上には補助基体キャップ３１１４−ｂが装着され、、基体加熱用ヒーター３１１６、原料ガス導入と、プラズマ電位を制御するための外部電気バイアスを与えるための電極を兼ねた原料ガス導入管３１１７が設置されている。反応容器３１１１内は排気管３１２１を通じて不図示の例えば拡散ポンプに接続されている。
原料ガス供給装置は、図１の原料ガス供給装置６２００を適用することができる。従って、ＳｉＨ4、Ｈ2、ＣＨ4、ＮＯ、Ｂ2Ｈ6、ＳｉＦ4等の原料ガスのボンベ６２２１〜６２２６とバルブ６２３１〜６２３６、６２４１〜６２４６、６２５１〜６２５６およびマスフローコントローラー６２１１〜６２１６から構成することができ、各原料ガスのボンベはバルブ６２６０を介して反応容器内のガス導入管３１１７に接続される。また、円筒状基体３１１５によって取り囲まれた空間３１３０が放電空間を形成している。
【００２８】
μＷ−ＰＣＶＤ法によるこの装置での堆積膜の形成は、以下のように行なうことができる。
まず、反応容器３１１１内に金属を母体とした補助基体３１１４−ａに装着された円筒状基体３１１５を設置し該円筒状基体３１１５上には補助基体キャップ３１１４−ｂが装着されている。駆動装置３１２０によって基体３１１５を回転し、不図示の排気装置（例えば拡散ポンプ）により反応容器内３１１１を排気管３１２１を介して排気し、反応容器３１１１内の圧力を１×１０-6Ｔｏｒｒ以下に調整する。続いて、基体加熱用ヒーター３１１６をＯＮする。すると、補助基体３１１４−ａの内面が基体加熱用ヒーター３１１６からの輻射熱を直接受ける。内面で受けられた熱は補助基体３１１４−ａの母体の金属内部を熱伝導で伝わり、更に補助基体３１１４−ａの表面に伝わり、最終的に装着された円筒状基体３１１５及び補助基体キャップ３１１４−ｂの表面に伝えられる。この際に起こる熱伝導、輻射熱を、円筒状基体３１１５の表面温度に対して、補助基体キャップ３１１４−ｂの表面温度の最大温度差が１５％以下、好ましくは１０％以下の所定の温度以下となるようにし、円筒状基体３１１５表面温度を５０℃〜５００℃の所定の温度に制御する。
堆積膜形成用の原料ガスを反応容器３１１１に流入させるには、ガスボンベのバルブ６２３１〜６２３６、反応容器のリークバルブ（図示せず）が閉じられていることを確認し、また、流入バルブ６２４１〜６２４６、流出バルブ６２５１〜６２５６、補助バルブ６２６０が開かれていることを確認して、まずメインバルブ（図示せず）を開いて反応容器３１１１およびガス配管（図示せず）内を排気する。
次に真空計（図示せず）の読みが約６．７×１０-4Ｐａになった時点で補助バルブ６２６０、流出バルブ６２５１〜６２５６を閉じる。
その後、ガスボンベ６２２１〜６２２６より各ガスをバルブ６２３１〜６２３６を開いて導入し、圧力調整器６２６１〜６２６６により各ガス圧を（例えば２Ｋｇ／ｃｍ2）調整する。次に、流入バルブ６２４１〜６２４６を徐々に開けて、各ガスをマスフローコントローラー６２１１〜６２１６内に導入する。
【００２９】
以上のようにして成膜の準備が完了した後、円筒状基体３１１５上に電荷注入阻止層、感光層、表面層の各層の形成を行う。
円筒状基体３１１５が所定の温度になったところで流出バルブ６２５１〜６２５６のうちの必要なものおよび補助バルブ６２６０を徐々に開き、ガスボンベ６２２１〜６２２６から所定のガスをガス導入管３１１７を介して反応容器３１１１内の放電空間３１３０に導入する。次にマスフローコントローラー６２１１〜６２１６によって各原料ガスが所定の流量になるように調整する。その際、放電空間３１３０内の圧力が１３３Ｐａ以下の所定の圧力になるように真空計（図示せず）を見ながらメインバルブ（図示せず）の開口を調整する。圧力が安定した後、マイクロ波電源（図示せず）により周波数５００ＭＨｚ以上の、好ましくは２．４５ＧＨｚのマイクロ波を発生させ、マイクロ波電源（図示せず）を所望の電力に設定し、導波管３１１３、マイクロ波導入窓３１１２を介して放電空間３１３０にμＷエネルギーを導入して、μＷグロー放電を生起させる。それと同時併行的に、電源３１１８から電極兼ガス導入管３１１７に例えば直流等の電気バイアスを印加する。かくして基体３１１５により取り囲まれた放電空間３１３０において、導入された原料ガスは、マイクロ波のエネルギーにより励起されて解離し、円筒状基体３１１５上に所定の堆積膜が形成される。この時、層形成の均一化を図るため基体回転用モーター３１２０によって、所望の回転速度で回転させる。
所望の膜厚の形成が行われた後、μＷ電力の供給を止め、流出バルブを閉じて反応容器へのガスの流入を止め、堆積膜の形成を終える。
同様の操作を複数回繰り返すことによって、所望の多層構造の光受容層が形成される。
【００３０】
それぞれの層を形成する際には必要なガス以外の流出バルブはすべて閉じられていることは言うまでもなく、また、それぞれのガスが反応容器３１１１内、流出バルブ６２５１〜６２５６から反応容器３１１１に至る配管内に残留することを避けるために、流出バルブ６２５１〜６２５６を閉じ、補助バルブ６２６０を開き、さらにメインバルブ（図示せず）を全開にして系内を一旦高真空に排気する操作を必要に応じて行う。
上述のガス種およびバルブ操作は各々の層の作成条件にしたがって変更が加えられることは言うまでもない。
円筒状基体３１１５の加熱方法は、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３１１１以外に加熱専用の容器を設け、円筒状基体３１１５を加熱した後、反応容器３１１１内に真空中で円筒状基体３１１５を搬送する等の方法が用いられる。
【００３１】
μＷ−ＰＣＶＤ法においては、放電空間内の圧力としては、好ましくは１×１０-1Ｐａ以上１３．３Ｐａ以下、より好ましくは４×１０-1Ｐａ以上６．７Ｐａ以下、最も好ましくは６．７×１０-1Ｐａ以上４Ｐａ以下に設定することが望ましい。
放電空間外の圧力は、放電空間内の圧力よりも低ければよいが、放電空間内の圧力が１３．３Ｐａ以下では、又、特に顕著には６．７Ｐａ以下では、放電空間内の圧力が放電空間外の圧力の３倍以上の時、特に堆積膜特性向上の効果が大きい。
マイクロ波の反応炉までの導入方法としては導波管による方法が挙げられ、反応炉内への導入は、１つまたは複数の誘電体窓から導入する方法が挙げられる。この時、炉内へのマイクロ波の導入窓の材質としてはアルミナ（Ａｌ2Ｏ3）、窒化アルミニウム（ＡｌＮ）、窒化ボロン（ＢＮ）、窒化珪素（ＳｉＮ）、炭化珪素（ＳｉＣ）、酸化珪素（ＳｉＯ2）、酸化ベリリウム（ＢｅＯ）、テフロン、ポリスチレン等マイクロ波の損失の少ない材料が通常使用される。
電極兼ガス導入管３１１７と円筒状基体３１１５間に発生させる電界は直流電界が好ましく、又、電界の向きは電極兼ガス導入管３１１７から円筒状基体３１１５に向けるのがより好ましい。電界を発生させるために電極兼ガス導入管３１１７に印加する直流電圧の平均の大きさは、１５Ｖ以上３００Ｖ以下、好ましくは３０Ｖ以上２００Ｖ以下が適する。直流電圧波形としては、特に制限はなく、種々の波形のものが本発明では有効である。つまり、時間によって電圧の向きが変化しなければいずれの場合でもよく、例えば、時間に対して大きさの変化しない定電圧はもちろん、パルス状の電圧、及び整流機により整流された時間によって大きさが変化する脈動電圧でも有効である。
【００３２】
また、交流電圧を印加することも有効である。交流の周波数は、いずれの周波数でも問題はなく、実用的には低周波では５０Ｈｚまたは６０Ｈｚ、高周波では１３．５６ＭＨｚが適する。交流の波形としてはサイン波でも矩形波でも、他のいずれの波形でもよいが、実用的には、サイン波が適する。但し、この時電圧はいずれの場合も実効値を言う。
電極兼ガス導入管３１１７の大きさ及び形状は、放電を乱さないならばいずれのものでも良いが、実用上は直径０．１ｃｍ以上５ｃｍ以下の円筒状の形状が好ましい。この時、電極兼ガス導入管３１１７の長さも、基体に電界が均一にかかる長さであれば任意に設定できる。
電極兼ガス導入管３１１７の材質としては、表面が導電性となるものならばいずれのものでも良く、例えば、ステンレス，Ａｌ，Ｃｒ，Ｍｏ，Ａｕ，Ｉｎ，Ｎｂ，Ｔｅ，Ｖ，Ｔｉ，Ｐｔ，Ｐｄ，Ｆｅ等の金属、これらの合金または表面を導電処理したガラス、セラミック、プラスチック等が通常使用される。
【００３３】
次に、ＶＨＦ帯の周波数を用いた高周波プラズマＣＶＤ（以後「ＶＨＦ−ＰＣＶＤ」と略記する）法によって形成される電子写真用光受容部材の製造方法について説明する。
図１に示した製造装置におけるＲＦ−ＰＣＶＤ法による堆積装置６１００を、図５に示す堆積装置４１００に交換して原料ガス供給装置６２００と接続することにより、ＶＨＦ−ＰＣＶＤ法による電子写真用光受容部材製造装置を得ることができる。
この装置は大別すると、真空気密化構造を成した減圧にし得る反応容器４１１１、原料ガスの供給装置６２００、および反応容器内を減圧にするための排気装置（図示せず）から構成されている。反応容器４１１１内には金属を母体とする補助基体４１１３−ａに装着された堆積膜を形成すべき円筒状基体４１１２、該円筒状基体４１１２の上には補助基体キャップ４１１３−ｂが装着され、支持体加熱用ヒーター４１１４、原料ガス導入管（図示せず）、電極４１１５が設置され、電極には更に高周波マッチングボックス４１１６が接続されている。また、反応容器４１１１内は排気管４１２１を通じて不図示の拡散ポンプに接続されている。
原料ガス供給装置６２００は、ＳｉＨ4、ＧｅＨ4、Ｈ2、ＣＨ4、Ｂ2Ｈ6、ＰＨ3等の原料ガスのボンベ６２２１〜６２２６とバルブ６２３１〜６２３６、６２４１〜６２４６、６２５１〜６２５６およびマスフローコントローラー６２１１〜６２１６から構成され、各原料ガスのボンベはバルブ６２６０を介して反応容器４１１１内のガス導入管（図示せず）に接続されている。また、円筒状支持体４１１２によって取り囲まれた空間４１３０が放電空間を形成している。
【００３４】
ＶＨＦ−ＰＣＶＤ法によるこの装置での堆積膜の形成は、以下のように行なうことができる。
まず、反応容器４１１１内に円筒状基体４１１２を設置し、駆動装置４１２０によって円筒状基体４１１２を回転し、不図示の排気装置（例えば拡散ポンプ）により反応容器４１１１内を排気管４１２１を介して排気し、反応容器４１１１内の圧力を１×１０-7Ｔｏｒｒ以下に調整する。続いて、支持体加熱用ヒーター４１１４により円筒状基体４１１２の温度を２００℃乃至３５０℃の所定の温度に加熱保持する。
堆積膜形成用の原料ガスを反応容器４１１１に流入させるには、ガスボンベのバルブ６２３１〜６２３６、反応容器のリークバルブ（不図示）が閉じられていることを確認し、又 、流入バルブ６２４１〜６２４６、流出バルブ６２５１〜６２５６、補助バルブ６２６０が開かれていることを確認して、まずメインバルブ（図示せず）を開いて反応容器４１１１およびガス配管内を排気する。
次に真空計（図示せず）の読みが約６．７×１０-4Ｐａになった時点で補助バルブ６２６０、流出バルブ６２５１〜６２５６を閉じる。
その後、ガスボンベ６２２１〜６２２６より各ガスをバルブ６２３１〜６２３６を開いて導入し、圧力調整器６２６１〜６２６６により各ガス圧を２Ｋｇ／ｃｍ2に調整する。次に、流入バルブ６２４１〜６２４６を徐々に開けて、各ガスをマスフローコントローラー６２１１〜６２１６内に導入する。
【００３５】
以上のようにして成膜の準備が完了した後、以下のようにして円筒状支持体４１１２上に各層の形成を行う。
円筒状支持体４１１２が所定の温度になったところで流出バルブ６２５１〜６２５６のうちの必要なものおよび補助バルブ６２６０を徐々に開き、ガスボンベ６２２１〜６２２６から所定のガスをガス導入管（図示せず）を介して反応容器４１１１内の放電空間４１３０に導入する。次にマスフローコントローラー６２１１〜６２１６によって各原料ガスが所定の流量になるように調整する。その際、放電空間４１３０内の圧力が１３３Ｐａ以下の所定の圧力になるように真空計（図示せず）を見ながらメインバルブ（図示せず）の開口を調整する。
圧力が安定したところで、例えば周波数１０５ＭＨｚのＶＨＦ電源（図示せず）を所望の電力に設定して、マッチングボックス４１１６を通じて放電空間４１３０にＶＨＦ電力を導入し、グロー放電を生起させる。かくして支持体４１１２により取り囲まれた放電空間４１３０において、導入された原料ガスは、放電エネルギーにより励起されて解離し、支持体４１１２上に所定の堆積膜が形成される。この時、層形成の均一化を図るため支持体回転用モーター４１２０によって、所望の回転速度で回転させる。
【００３６】
所望の膜厚の形成が行われた後、ＶＨＦ電力の供給を止め、流出バルブを閉じて反応容器ヘのガスの流入を止め、堆積膜の形成を終える。
同様の操作を複数回繰り返すことによって、所望の多層構造の光受容層が形成される。
それぞれの層を形成する際には必要なガス以外の流出バルブはすべて閉じられていることは言うまでもなく、また、それぞれのガスが反応容器４１１１内、流出バルブ６２５１〜６２５６から反応容器４１１１に至る配管内に残留することを避けるために、流出バルブ６２５１〜６２５６を閉じ、補助バルブ６２６０を開き、さらにメインバルブ（不図示）を全開にして系内を一旦高真空に排気する操作を必要に応じて行う。
上述のガス種およびバルブ操作は各々の層の作成条件にしたがって変更が加えられることは言うまでもない。
いずれの方法においても、堆積膜形成時の支持体温度は、特に２００℃以上３５０℃以下、好ましくは２３０℃以上３３０℃以下、より好ましくは２５０℃以上３００℃以下が好ましい。
【００３７】
支持体の加熱方法は、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。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。
また、特にＶＨＦ−ＰＣＶＤ法における放電空間の圧力として、好ましくは１×１０-1Ｐａ以上６７Ｐａ以下、より好ましくは４×１０-1 Ｐａ以上４０Ｐａ以下、最も好ましくは６．７×１０-1Ｐａ以上１３．３Ｐａ以下に設定することが望ましい。
ＶＨＦ−ＰＣＶＤ法において放電空間に設けられる電極の大きさ及び形状は、放電を乱さないならばいずれのものでも良いが、実用上は直径１ｍｍ以上１０ｃｍ以下の円筒状が好ましい。この時、電極の長さも、支持体に電界が均一にかかる長さであれば任意に設定できる。
電極の材質としては、表面が導電性となるものならばいずれのものでも良く、例えば、ステンレス，Ａｌ，Ｃｒ，Ｍｏ，Ａｕ，Ｉｎ，Ｎｂ，Ｔｅ，Ｖ，Ｔｉ，Ｐｔ，Ｐｂ，Ｆｅ等の金属、これらの合金または表面を導電処理したガラス、セラミック等が通常使用される。
本発明においては、堆積膜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、これらの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電子写真用感光体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。
【００３８】
【実験例、実施例】
以下、本発明の実験例、実施例について説明するが、本発明はこれらによって何ら限定されるものではない。
【００３９】
［実験例１］
図１に示す電子写真用光受容部材の製造装置を用い、アルミニウムよりなる直径８０ｍｍ、長さ３５８ｍｍ、肉厚５ｍｍの円筒状基体を、表１に示す作製条件で加熱した。この時、補助基体及び補助基体キャップは、表２の条件のものを使用し、基体及び補助基体キャップ表面温度測定のため、熱電対を長手方向に取り付け、表面温度測定を行った。その結果を図６に示す。
図６において、温度むらを、基体設定温度を１００とした時の相対値で示す。
【００４０】
【表１】
【００４１】
【表２】
図６の結果より、基体上端部２０ｍｍ以内の温度に対して、補助基体キャップ下端部２０ｍｍ以内の温度は低く、その最大温度差は１８％であった。
【００４２】
［実施例１］
実施例１においては、図１に示す電子写真用光受容部材の製造装置を用い、アルミニウムよりなる直径８０ｍｍ、長さ３５８ｍｍ、肉厚５ｍｍの円筒状基体を、表１に示す作製条件で加熱した。この時、補助基体及び補助基体キャップは表３の条件のものを使用し、表４に示すような温度差をつけるため、加熱用のヒーターを改造して行った。熱電対は基体上端部２０ｍｍ位置と補助基体キャップ下端部２０ｍｍ位置に取り付け、表面温度測定を行った。
表４において、基体上端部２０ｍｍ位置の温度に対する補助基体キャップの温度の最大温度差を、基体上端部２０ｍｍ位置の温度を１００とした時の相対値で示す。
【００４３】
【表３】
【００４４】
【表４】
また、上記の条件で加熱された円筒状基体上に、図１に示す電子写真用光受容部材の製造装置を用い、さきに詳述した手順にしたがって、ＲＦグロー放電法により表５に示す作製条件で電子写真用光受容部材を作製した。
作成した電子写真用光受容部材について、比較例１を用いて下記の評価を行なった。
その結果を表６に示す。
『欠陥』
光学顕微鏡を用いて５０倍の倍率で９ｃｍ2の範囲で電子写真用感光体の表面を観察し、２０ミクロン以上の欠陥が１０個未満のものを◎、２０ミクロン以上の欠陥が２０個未満のものを○、２０ミクロン以上の欠陥が３０個未満のものを△、２０ミクロン以上の欠陥が３０個を超えるのものを×とした４段階評価を行った。
『黒ぽち』
作成した電子写真用光受容部材をキヤノン製複写機ＮＰ−９３３０を高速対応に改造した電子写真装置にセットし、キヤノン製中間調チャート（ＦＹ９−９０４２）を原稿台に置きコピーした時に得られた画像の同一画像内にある直径０．２ｍｍ以下の黒ぽちについて評価した。
◎は、「特に良好」即ち、黒ぽちが殆どない事を確認した。
○は「良好」
△は「実用上問題なし」
×は「実用上問題有り」
【００４５】
【表５】
【００４６】
【表６】
表６の結果より、基体上端部２０ｍｍ以内の温度に対して、補助基体キャップ下端部２０ｍｍ以内の温度の最大温度差が、１５％以下、好ましくは１０％以下にする事で、欠陥の少ない良好な画像を得る事が出来た。
【００４７】
［実施例２］
実施例２においては、図１に示す電子写真用光受容部材の製造装置を用い、アルミニウムよりなる直径８０ｍｍ、長さ３５８ｍｍ、肉厚５ｍｍの円筒状基体を、表１に示す作製条件で加熱した。この時、補助基体及び補助基体キャップは表７の条件のものを使用し、表８に示すように補助基体キャップ外面の粗さを変化させた時の基体及び補助基体キャップの表面温度を測定した。熱電対は基体上端部２０ｍｍ位置と補助基体キャップ下端部２０ｍｍ位置に取り付け、表面温度測定を行った。その結果を図７に示す。
図７において、基体上端部２０ｍｍ位置の温度に対する補助基体キャップの温度の最大温度差を、基体上端部２０ｍｍ位置の温度を１００とした時の相対値で示す。
【００４８】
【表７】
【００４９】
【表８】
図７の結果より、補助基体キャップの表面粗さが粗くなるにつれて、基体上端部２０ｍｍ以内の温度に対して、補助基体下端部２０ｍｍ以内の温度の最大温度差が大きくなる。
また、上記の条件で加熱された円筒状基体上に、図１に示す電子写真用光受容部材の製造装置を用い、さきに詳述した手順にしたがって、ＲＦグロー放電法により表５に示す作製条件で電子写真用光受容部材を作製した。
作成した電子写真用光受容部材について、比較例２を用いて実施例１と同様の評価を行った。
その結果を表９に示す。
【００５０】
【表９】
表９の結果より、補助基体キャップ表面粗さがＲｚで、４０μｍ以下、好ましくは３０μｍ以下にする事で基体上端部２０ｍｍ以内の温度に対して、補助基体キャップ下端部２０ｍｍ以内の温度の温度差を抑制することができ、その結果欠陥の少ない良好な画像を得る事が出来た。
【００５１】
［実施例３］
実施例３においては、図１に示す電子写真用光受容部材の製造装置を用い、アルミニウムよりなる直径８０ｍｍ，長さ３５８ｍｍ，肉厚３ｍｍの円筒状導電性基体上に、さきに詳述した手順にしたがって、ＲＦグロー放電法により表１０に示す作製条件で電子写真用光受容部材を作製した。この時、補助基体及び補助基体キャップは表１１の寸法形状のものを用いて行い、実施例１と同様、欠陥、黒ぽちについて評価した。その結果を表１２に示す。
表１２の結果より、基体ホルダー内面をセラミックで構成した場合においても、同様に良好な結果が得られた。
【００５２】
【表１０】
【００５３】
【表１１】
【００５４】
【表１２】
［実施例４］
実施例４においては、図４に示す電子写真用光受容部材の製造装置を用い、アルミニウムよりなる直径１０８ｍｍ、長さ３５８ｍｍ、肉厚５ｍｍの円筒状導電性基体上に、さきに詳述した手順にしたがって、マイクロ波グロー放電法により表１３に示す作製条件で電子写真用光受容部材を作製した。この時、補助基体及び補助基体キャップは実施例３と同様のものとした。
作製した電子写真用感光体を、実施例１と同様、温度特性、光メモリーについて評価したところ、実施例３と同様非常に良好な結果であった。
【００５５】
【表１３】
［実施例５］
実施例５においては、図５に示す電子写真用光受容部材の製造装置を用い、アルミニウムよりなる直径８０ｍｍ、長さ３５８ｍｍ、肉厚５ｍｍの円筒状導電性基体上に、さきに詳述した手順にしたがって、ＶＨＦ−ＰＣＶＤ法により表１４に示す作製条件で電子写真用光受容部材を作製した。この時、補助基体及び補助基体キャップは実施例４と同様のものとした。
作製した電子写真用感光体を、実施例１と同様、欠陥、黒ぽちについて評価したところ、実施例４と同様非常に良好な結果であった。
【００５６】
【表１４】
【００５７】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、基体上端から２０ｍｍ以内における該基体の上端部における温度と、該基体の上部に設けられている前記補助基体キャップ下端から２０ｍｍ以内における該補助基体キャップの下端部における温度との最大温度差が、１５％以下となるようにすると共に、前記補助基体キャップの外面の表面粗さをＲｚで、４０μｍ以下となるように構成することによって、該補助基体キャップに堆積する堆積膜の密着性を向上させ、基体以外に付着した膜等の生成物が基体へ飛散することを防止することが可能となり、膜厚および膜質が均一な堆積膜を定常的に形成することができ、また、画像欠陥を激減しうる堆積膜形成方法を実現することができる。
その結果、特に、ａ−Ｓｉで構成された従来の光受容部材における諸問題を解決することができ、極めて優れた電気的特性、光学的特性、光導電特性、画像特性、耐久性および使用環境特性を示す光受容部材を形成することができる。
また、本発明によると、形成される膜の諸物性、堆積膜形成速度、再現性及び膜の生産性を向上させ、量産化を行う場合その歩留まりを飛躍的に向上させることが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 高周波プラズマＣＶＤ法による電子写真用光受容部材の製造装置の一例を示す模式的構成図である。
【図２】 電子写真用光受容部材を形成するための装置の一例を示すものである。
【図３】 本発明による光受容部材の形成方法の好適な実施態様例の構成を説明するための模式的構成図である。
【図４】 本発明における電子写真用光受容部材を形成するための方法の一例を示すものであり、μＷグロー放電法による電子写真用光受容部材の製造装置を用いた上記方法の模式的説明図である。（Ａ）は、上記方法に用いる装置の側断面図であり、（Ｂ）は、Ｘ−Ｘ’における横断面図である。
【図５】本発明における電子写真用光受容部材を形成するための方法の一例を示すものであり、ＶＨＦグロー放電法による電子写真用光受容部材の製造装置を用いた上記方法の模式的説明図である。
【図６】 本発明の実験例１における温度むらを、基体設定温度を１００とした時の相対値を示すものである。
【図７】 本発明の実施例２における基体上端部２０ｍｍ位置の温度に対する補助基体キャップの温度の最大温度差を、基体上端部２０ｍｍ位置の温度を１００とした時の相対値を示すものである。
【符号の説明】
１０１：補助基体
１０２：基体
１０３：補助基体キャップ
１０４：運搬用取っ手
１０５：加熱手段
１０６：置き台
１０７：補助基体内面
３１００：μＷグロー放電法による堆積膜形成装置
３１１１：反応容器
３１１２：マイクロ波導入窓
３１１３：導波管
３１１４−ａ：補助基体
３１１４−ｂ：補助基体キャップ
３１１５：円筒状基体
３１１６：基体加熱用ヒーター
３１１７：原料ガス導入管兼バイアス電極
３１１８：バイアス電源
３１２０：基体回転用モーター
３１２１：排気管
３１３０：放電空間
４１００：ＶＨＦグロー放電法による堆積膜形成装置
４１１１：反応容器
４１１２：円筒状基体
４１１３−ａ：補助基体
４１１３−ｂ：補助基体キャップ
４１１４：基体加熱用ヒーター
４１１５：電極
４１１６：マッチングボックス
４１２１：排気管
４１３０：放電空間
５１０：真空投入容器
５１１：真空加熱容器
５１２：真空反応容器
５１３：真空冷却容器
５１４〜５１７：排気装置
５１８〜５２１：真空排気装置
５２２〜５２５：ゲート
５２６〜５２９：真空バルブ
５３０〜５３３：排気バルブ
５３４：真空搬送容器
５３５：ゲート
６１００：ＲＦグロー放電法による堆積膜形成装置
６１１１：反応容器
６１１２：円筒状基体
６１１３−ａ：補助基体
６１１３−ｂ：補助基体キャップ
６１１４：基体加熱用ヒーター
６１１５：原料ガス導入管
６１１６：マッチングボックス
６１１７：原料ガス配管
６１１８：反応容器リークバルブ
６１１９：メイン排気バルブ
６１２０：真空計
６１２１：底壁
６１２２：碍子
６１２３：ゲート
６１２４：排気管
６２００：原料ガス供給装置
６２１１〜６２１６：マスフローコントローラー
６２２１〜６２２６：原料ガスボンベ
６２４１〜６２４６：ガス流入バルブ
６２５１〜６２５６：ガス流出バルブ
６２６１〜６２６６：圧力調整器
【発明の属する技術分野】
本発明は、堆積膜形成方法及び装置に関し、特に、光（ここでは広義の光で、紫外線、可視光線、赤外線、Ｘ線、γ線等を示す。）の様な電磁波に感受性のある光受容部材を安定に形成するのに適した堆積膜形成方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
固体撮像装置、あるいは像形成分野における電子写真用光受容部材や原稿読みとり装置における光導電層を形成する材料として、高感度でＳＮ比［光電流（Ｉｐ）／（Ｉｄ）］が高く、照射する電磁波のスペクトル特性にマッチングした吸収スペクトル特性を有すること、光応答性が速く、所望の暗抵抗値を有すること、使用時において人体に無公害であること、さらには固体撮像装置においては、残像を所定時間内に容易に処理することができる等の特性が要求される。特に事務機としてオフィスで使用される電子写真用光受容部材の場合には、上記の使用時における無公害性は重要な点である。
この様な観点に立脚して注目されている材料に、水素やハロゲン原子等の一価の元素でダングリングボンドが修飾されたアモルファスシリコン（以後、「ａ−Ｓｉ」と表記する）があり、例えば特開昭５４−８６３４１号公報には電子写真用光受容部材への応用が記載されている。
【０００３】
電子写真用光受容部材としては種々の形態が知られているが、所謂ドラム状の形態とするものが一般的である。この場合、円筒状の基体の表面に光導電層などの所望とする層、即ち光受容層、を形成して光受容部材を形成する。
円筒状基体上にａ−Ｓｉからなる光受容層を形成する場合には、スパッタリング法、熱により原料ガスを分解する方法（熱ＣＶＤ法）、光により原料ガスを分解する方法（光ＣＶＤ法）、プラズマにより原料ガスを分解する方法（プラズマＣＶＤ法）等、多数知られている。なかでもプラズマＣＶＤ法、すなわち、原料ガスを直流または高周波、マイクロ波グロー放電等によって分解し、円筒状基体上に堆積膜を形成する方法は電子写真用光受容部材の形成方法等、現在実用化が非常に進んでいる。
【０００４】
図１は、プラズマＣＶＤ装置の一例を示す断面略図である。図中、６１００は真空反応容器全体を示し、６１１１は真空反応容器の側壁を兼ねたカソード電極であり、６１２３は真空反応容器の上壁となるゲート、６１２１は真空反応容器の底壁である。前記カソード電極６１１１と、上壁６１２３及び底壁６１２１とは、夫々、碍子６１２２で絶縁されている。
６１１２はアルミニウム等の金属製の補助基体６１１３−ａに装着され、真空反応容器内に設置された基体であり、該基体６１１２上端には補助基体キャップ６１１３−ｂが装着されている。該基体６１１２は接地されてアノード電極となるものである。補助基体６１１３−ａの中には、基体加熱用ヒーター６１１４が設置されており、成膜前に基体を所定の温度に加熱したり、成膜中に基体を所定の温度に維持したり、あるいは成膜後基体をアニール処理したりするのに用いる。
【０００５】
６１１５は堆積膜形成用原料ガス導入管であって、真空反応空間内に該原料ガスを放出するためのガス放出孔（図示せず）が多数設けられており、該原料ガス導入管６１１５の他端は、ガス供給管６１１７、バルブ６２６０を介して堆積膜形成用原料ガス供給系６２００に連通している。
６１２４は、真空反応容器内を真空排気するための排気管であり、排気バルブ６１１９を介して真空排気装置（図示せず）に連通している。排気管６１２４には真空計６１２０が接続され、また、真空反応容器内を大気に解放する時などに利用される反応容器リークバルブ６１１８がまた排気管６１２４に接続されている。６１１６は、カソード電極６１１１への電力印加手段である。
堆積膜形成用原料ガス供給系６２００は所望の原料ガスを貯留する原料ガスボンベ６２２１〜６２２６を有する。各原料ガスボンベ６２２１〜６２２６はバルブ６２３１〜６２３６を介して配管に接続され流入バルブ６２４１〜６２４６を通じてマスフローコントローラー６２１１〜６２１６に原料ガスを流入可能とされている。マスフローコントローラー６２１１〜６２１６からは流出バルブ６２５１〜６２５６を介してバルブ６２６０に各配管が集約されるように結合される。配管の原料ガスボンベ６２２１〜６２２６と流入バルブ６２４１〜６２４６の間には夫々圧力調整器６２６１〜６２６６が接続されている。
こうしたプラズマＣＶＤ法による堆積膜形成装置の操作方法は次のようにして行なわれる。即ち、真空反応容器内のガスを、排気管６１２４を介して真空排気すると共に、加熱用ヒーター６１１４により基体６１１２を所定温度に加熱、保持する。次に原料ガス導入管６１１５を介して、例えばａ−ＳｉＨ堆積膜を形成する場合であれば、シラン等の原料ガスを真空反応容器内に導入し、該原料ガスは、ガス導入管の原料ガス放出孔（図示せず）から真空反応容器内に放出される。これと同時併行的に、電力印加手段６１１６から、例えば高周波をカソード電極６１１１と基体（アノード電極）６１１２間に印加しプラズマ放電を発生せしめる。かくして、真空反応容器内の原料ガスは励起され励起種化し、Ｓｉ＊、ＳｉＨ＊等（＊は励起状態を表わす。）のラジカル粒子、電子、イオン粒子等が生成され、これらの粒子間または、これらの粒子と基体表面との化学的相互作用により、基体表面上に堆積膜を形成する。
【０００６】
このような、例えばａ−Ｓｉからなる電子写真用光受容部材を形成する場合、円筒状基体を真空反応容器内に運搬ならびに保持する必要があることから、円筒状基体内部に補助基体を挿入することが行われる。また例えば特開昭６０−８６２７６号公報などに開示されているように、その特性を均一なものにする目的で、基体上下に補助基体を設ける必要があること等の理由からも円筒状基体内部に補助基体を挿入することが、一般に行われている。更に、例えば、特開平７−１８１７００号公報によれば、画像欠陥を防ぎ、且つ電子写真特性の向上を図り、更に均一な高品位の画像を得る目的で、補助基体の母材は、基体に相対する部分は熱伝導度の大きな材料を用い、補助基体上部又は／及び下部は熱膨張係数及び熱伝導度の小さい材料で構成する技術が開示されている。
また、例えば、特開平７−２３０１７８号公報によれば、画像欠陥を防ぎ、且つ電子写真特性の向上を図り、更に均一な高品位の画像を得る目的で、補助基体の内側の表面をセラミックスで形成する技術が開示されている。
これらの技術により電子写真用感光体の膜厚や膜質の均一性が向上し、それに伴って歩留も向上してきた。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
このような装置で作成された光受容部材は、膜厚、膜質が均一化され歩留の面で改善されてきたが、総合的な特性向上を図る上でさらに改良される余地が存在するのが実情である。特に、電子写真装置の高画質、高速化、高耐久化は急速に進んでおり、電子写真用感光体として用いる場合においては電気的特性や光導電特性の更なる向上とともに、帯電能、感度を維持しつつあらゆる環境下で大幅に性能を延ばすことが求められている。
そして、電子写真装置の画像特性向上のために電子写真装置内の光学露光装置、現像装置、転写装置等の改良がなされた結果、電子写真用感光体においても従来以上の画像特性の向上が求められるようになった。
このような状況下において、前述した従来技術により上記課題についてある程度の膜厚、膜質の均一化が可能になってはきたが、更なる画像品質の向上に関しては未だ改善の余地がある。特にアモルファスシリコン系感光体（光受容部材）の更なる高画質化への課題として、更に、均一な膜を得るとともに、微小な画像欠陥の発生を抑制することが挙げられる。微小な画像欠陥は、成膜中に基体以外、即ち反応空間内や、補助基体外面に付着した膜等が基体上に飛散し、堆積膜が異常成長し、画像上で微小な画像欠陥の発生するところとなる。そのため、基体以外に付着した膜等の生成物が基体へと飛散することを防止しなければならない。
【０００８】
そこで、本発明は、上記した従来技術における諸課題を解決し、基体以外に付着した膜等の生成物が基体へ飛散することを防止して、膜厚および膜質が均一な堆積膜を定常的に形成し、かつ、画像欠陥を激減しうる堆積膜形成方法を提供することを目的としている。また、本発明は、形成される膜の諸物性、堆積膜形成速度、再現性及び膜の生産性を向上させ、量産化を行う場合その歩留まりを飛躍的に向上させることが可能な堆積膜形成方法を提供することを目的としている。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
本発明は、上記課題を達成するために、堆積膜形成方法をつぎのように構成したことを特徴とするものである。
すなわち、本発明の堆積膜形成方法は、補助基体に装着した基体の上部に補助基体キャップを設け、減圧気相成長法により、該基体の表面に堆積膜を形成する堆積膜形成方法において、
前記基体上端から２０ｍｍ以内における該基体の上端部における温度と、該基体の上部に設けられている前記補助基体キャップ下端から２０ｍｍ以内における該補助基体キャップの下端部における温度との最大温度差が、１５％以下となるようにすると共に、
前記補助基体キャップの外面の表面粗さをＲｚで、４０μｍ以下として該補助基体キャップに堆積する堆積膜の密着性を向上させ、堆積膜を形成することを特徴としている。
また、本発明の堆積膜形成方法は、前記堆積膜が、シリコン原子を母材とする非晶質材料からなる光受容部材を形成する堆積膜であることを特徴としている。
また、本発明の堆積膜形成方法は、前記最大温度差が、１０％以下であることを特徴としている。
また、本発明の堆積膜形成方法は、外面の表面粗さがＲｚで、３０μｍ以下であることを特徴としている。
また、本発明の堆積膜形成方法は、前記補助基体及び補助基体キャップの母体となる金属が、前記基体と同種類の金属を含むことを特徴としている。
また、本発明の堆積膜形成方法は、前記補助基体及び補助基体キャップの母体となる金属が、Ａｌであることを特徴としている。
また、本発明の堆積膜形成方法は、前記補助基体内側の表面が、セラミックで構成されていることを特徴としている。
また、本発明の堆積膜形成方法は、前記補助基体内側の表面のセラミックが、Ａｌ2Ｏ3とＣｒ2Ｏ3の混在系であることを特徴としている。
【００１０】
【発明の実施の形態】
本発明者らは、堆積膜形成方法における前述の本発明の目的を達成すべく鋭意研究を重ねたところ、基体の上端部における温度に対して、該基体の上部に設けられている該補助基体キャップの下端部における温度の最大温度差を、所定以下となるように温度制御して堆積膜を形成することが、画像欠陥の解消に大きく影響するという知見を得た。
すなわち、この最大温度差は、基体温度の好ましくは１５％以下、より好ましくは１０％以下にすることにより、また、該基体上端から２０ｍｍ以内の温度に対する該補助基体キャップ下端から２０ｍｍ以内での温度の最大温度差が１５％以下、好ましくは１０％以下にすると共に、補助基体キャップの外面の表面粗さをＲｚで、４０μｍ以下、好ましくは３０μｍ以下とすることにより、該補助基体キャップに堆積した堆積膜の密着性が向上し、堆積膜形成中の該補助基体キャップから基体への膜片等の飛散が解消され、それらを核として堆積膜が異常成長して起る画像欠陥を抑制して、画像欠陥を解消することができるという知見を得た。本発明は、これらの知見に基づいて完成に至ったものである。
【００１１】
以下に、これの点について、更に詳しく説明する。
本発明においては、基体上端から２０ｍｍ以内の最大温度に対して、該基体上部に設けられている補助基体キャップ下端から２０ｍｍ以内の温度差の最大を１５％以下、好ましくは１０％以下にすることにより、補助基体キャップに堆積した堆積膜の密着性が向上されたことで、堆積膜形成中の補助基体キャップから基体への膜片等の飛散が解消され、それらを核として堆積膜が異常成長して起る画像欠陥、いわゆる画像上での黒ぽちが改善された。
これらの理由については、以下のように考えられる。
プラズマＣＶＤ法により例えばアモルファスシリコン堆積膜を基体上に形成する場合、反応は、気相に於ける原料ガスの分解過程、放電空間から基体表面までの活性種の輸送過程、基体表面での表面反応過程の３つに分けて考えることができる。中でも、表面反応過程は完成した堆積膜の構造の決定に非常に大きな役割を果たしている。そして、これらの表面反応は、基体表面の温度、材質、形状、吸着物質などに大きな影響を受けるのである。この基体上での成長過程を水素を含むアモルファスシリコンを例にしてもう少し詳細に説明すると以下のようになる。プラズマ中で分解して輸送されてきた分解種は基体上に付着してアモルファスシリコン膜のネットワークを形成するが、まだ３次元的にネットワークが完成されていないアモルファスシリコンの成長面では水素原子の脱離、ダングリングボンドヘの水素原子や珪素原子の結合、エネルギー的に高い結合を持つ原子の再配置などにより、構造欠陥の少なく、エネルギー的に安定な方向への化学的反応（緩和過程）が起こる。これらの結果、堆積膜としてはダングリングボンドの減少、ギャップ準位密度の低下、Ｓｉ−Ｈ2結合が減少してＳｉ−Ｈ結合が主となる等の減少が観察される。これらの反応は基体の熱エネルギーにより制御されるため、堆積膜形成中の基体温度が非常に重要となる。また、基体上端に装着された補助基体キャップは、堆積膜形成中に分解された化学種の基体裏側へのまわり込みを防止する目的で装着されているが、基体上端に装着されているという点で、密着性の面では、補助基体キャップに堆積される堆積膜としては、基体に堆積される堆積膜とほぼ同等の膜特性が要求される事から、堆積膜形成中の補助基体キャップの温度も非常に重要となる。
【００１２】
該基体の加熱方法は、赤外線などを用いて気相成長面を直接加熱することも可能であるが、気相成長側に加熱手段を設けることは工業的にみて実際的でないため、通常は、補助基体の内側に加熱手段が設けられる。
従って基体及び補助基体キャップを所定の温度に加熱するためには、補助基体の内面で受けた熱を間接的に基体及び補助基体キャップに伝達するようにする。また、基体と補助基体及び補助基体キャップからなる基体部材は、特性の均一化を図るために該基体部材を回転させる等の理由から、基体部材と加熱手段は非接触状態にすることが望ましい。その場合、熱の伝達は主として加熱手段から補助基体への熱輻射により行われ、その後補助基体から基体、補助基体キャップヘの熱輻射及び、または、熱伝導で行われる。
この際、基体及び補助基体キャップの表面温度は、加熱手段の用いるヒーターの形状や、反応炉の構成により、大きく影響される事がある。更には、加熱された基体及び補助基体を運搬工程を経て反応炉へ移送する際、補助基体の上部のチャッキング部を、搬送手段である搬送機のチャッキング部とをドッキングさせ補助基体を移送させるため、搬送機のチャッキング部は通常金属製で常温状態であることから、補助基体上部及び補助基体キャップは接触の際に生じる放熱作用により基体に対して温度が下がり温度差が生じてしまう。
このため、補助基体キャップに堆積する堆積膜の、堆積膜形成時の温度が低がために基体に堆積される堆積膜とは異なり、非常に剥がれ易い膜となり、その結果、堆積膜形成中に膜剥がれをおこし基体表面に飛散する事で、その付着した部分が核となり、堆積膜が異常成長して起る画像欠陥、いわゆる画像上での黒ぽちが生じてしまうことがある。
更に、補助基体及び補助基体キャップは、連続生産でのコスト面から、堆積膜形成後真空反応容器から取り出された後、毎回、ガラスビーズを用いた液体ホーニングによりブラスト処理され付着している膜等を取りのぞき再使用されている。この際、補助基体及び補助基体キャップ表面は、ブラスト処理にて粗されてしまう。
そのため、補助基体については、表面はある程度粗面化されていても基体及び補助基体キャップに熱を伝導させるための熱輻射の点からは問題はないが、補助基体キャップは、基体表面と比較すると、補助基体キャップ表面は粗される事により表面積が大きくなり、その結果基体と同等に加熱されても、表面積の違いによる表面側からの放熱量が異なる事から補助基体キャップの温度が低くなってしまう。特に補助基体キャップは基体上端に装着されているという点から、特にその傾向が高くなる。
【００１３】
本発明は、この温度差について鋭意研究を行ったもので、基体上端部の温度に対して該基体上部に設けられている該補助基体キャップ下端部の温度の最大温度差が１５％以下、好ましくは１０％以下にする事で、補助基体キャップからの堆積膜形成中に膜剥がれをおこし基体表面に飛散し、その付着した部分が核となり、堆積膜が異常成長して起る画像欠陥、いわゆる画像上での黒ぽちが生じてしまうという事を抑制する。特に、基体と補助基体キャップ近傍での温度差が急激にある場合は、堆積される膜の応力差等により、より顕著に起こる事から、その温度差については、諸々の条件を考慮する必要はあるが、一般的には該基体上端から２０ｍｍ以内と該補助基体キャップ下端から２０ｍｍ以内での最大温度差が重要である。
この近傍での温度差については、本発明より、基体と補助基体キャップとの表面粗さの違いによる表面積差で起こっていることから、その温度差を抑える目的で表面粗さに注目することは好ましい。前記補助基体キャップの外面の表面粗さをＲｚで、４０μｍ以下、好ましくは３０μｍ以下にする事で、補助基体キャップの表面温度の低下が緩和され、基体の表面温度に近い状態で堆積膜が形成される。これによって基体及び補助基体キャップ表面に堆積される膜はほぼ同等となり、補助基体キャップからの堆積膜形成中に膜剥がれをおこし基体表面に飛散し、その付着した部分が核となり、堆積膜が異常成長して起る画像欠陥、いわゆる画像上での黒ぽちが生じてしまうという事が抑制されるものである。また、補助基体キャップの表面組さは、粗すぎると温度低下になるばかりでなく、ダストの付着を招くため、前記の粗さとするのが望ましい。
【００１４】
また、前記補助基体及び補助基体キャップの母体となる金属が、前記基体と同種類の金属を含むことが好ましい。一般に、光受容部材の基体としてはＡｌ又はＡｌ合金が好んで用いられるので、前記補助基体及び補助基体キャップの母体となる金属が、Ａｌである事は望ましい。更に、加熱手段からの熱を効率的に得るために、前記補助基体内側の表面が、セラミックで構成されていることは好ましい。前記補助基体内側の表面のセラミックは、耐酸性に優れた材料、熱輻射を受け易い材料のうちの、少なくともいずれか一つから構成されるのが望ましい。前記補助基体内側の表面のセラミックの具体的な一例としてはＡｌ2Ｏ3とＣｒ2Ｏ3の混在系を挙げることができる。
本発明は運搬工程を要する、例えば図２に示すような、各処理毎に専用の真空容器を備えた装置によって、光受容部材を形成する際においても効果的である。
【００１５】
図２の装置について説明する。図２は堆積膜形成装置全体の概略配置図であり、５１０は清浄な雰囲気で基体を金属を母体とした補助基体に装着し、真空にするための真空投入容器である。５１１は基体を所定の温度に加熱、保持するための真空加熱容器、５１２は堆積膜を形成するための真空反応容器、５１３は堆積膜形成後の基体等を冷却し、取り出すための真空冷却容器である。５３４は補助基体又は補助基体と基体を各処理容器である真空投入容器５１０、真空加熱容器５１１、真空反応容器５１２、真空冷却容器５１３の各位置に移動するための真空搬送容器である。
５１４、５１５、５１６、５１７は各処理容器を真空にするための排気装置、５１８、５１９、５２０、５２１は真空搬送容器５３４が各真空処理容器である真空投入容器５１０、真空加熱容器５１１、真空反応容器５１２、真空冷却容器５１３に接続されたときゲートバルブ５３５とゲートバルブ５２２、５２３、５２４、５２５の空間を真空にするための排気装置である。例えば真空反応容器５１２への基体をセットした補助基体の出し入れは、次のようにして行われる。真空搬送容器５３４のゲートバルブ５３５を真空加熱容器５１１のゲートバルブ５２３上に密着させ、ゲートバルブ５３５とゲートバルブ５２３との間の空間を排気装置５１９により真空にする。次いでゲートバルブ５２３、５３５を開き、真空搬送容器５３４内に設けられた上下移動機構（図示せず）により真空加熱容器５１１内より加熱された基体を補助基体とともに真空搬送容器５３４内に搬出する。その後ゲートバルブ５２３、５２４を閉じ真空搬送器５３４を真空反応容器５１２に対向する位置に移動する。次いで、同様の操作で次に真空反応容器５１２内に基体をセットした補助基体を搬入する。移送時間は、通常３〜１０分程である。
【００１６】
その後は、前述のように真空反応容器５１２内で、基体上に堆積膜を形成する。そして最後に真空冷却容器５１３へ基体をセットした補助基体を搬入し、真空冷却容器５１３内で基体は冷却された後、真空冷却容器５１３内を大気圧にし、基体を取り出す。
このような各処理毎に専用の真空容器を備えた光受容部材の形成装置においても効果的である理由は以下のとおりである。真空加熱容器５１１で加熱された補助基体は、補助基体の上部のチャッキング部を、真空搬送容器５３４内にある搬送機のチャッキング部とをドッキングさせ移送される。搬送機のチャッキング部は金属製であり、且つ常温状態であることから、補助基体上部及び補助基体キャップは搬送機のチャッキング部との接触の際に生じる放熱作用により部分的に温度が下がってしまう。このように堆積膜形成前に加熱された補助基体の移動は、移送時間中に補助基体キャップの温度を基体よりも低下させてしまう。このような温度差に対しても補助基体キャップの表面粗さをＲｚで、４０μｍ以下、好ましくは３０μｍ以下にする事で、加熱及び移送段階での、補助基体キャップからの放熱が軽減されることで、温度低下を抑制する事がでる。つまり、基体と補助基体キャップとの温度差が比較的無い状態でこれらが真空反応容器５１２に投入され、堆積膜が形成されることになる。
【００１７】
以下、図面にしたがって本発明により光受容部材を形成する方法について、具体例を挙げて、更に詳細に説明する。
図３（Ａ）及び図３（Ｂ）は夫々、本発明により光受容部材を形成する方法を説明するための基体支持部の一例を一部を断面図として模式的に示した構成図である。
１０１は補助基体であり、１０３は補助基体キャップ、１０２は基体を示している。
補助基体１０１は、加熱手段１０５からの輻射熱を直接受ける。熱は補助基体１０１内部を熱伝導で伝わり、さらには、補助基体１０１の外面に伝わり、最終的に装着された基体１０２及び補助基体キャップ１０３の表面に伝えられる。この熱伝導、輻射熱に対して基体１０２及び補助基体キヤップ１０３の表面側では、放熱が起こる。基体１０２と補助基体キャップ１０３でそれらの表面粗さの違いにより放熱量が異なるため、表面粗さの粗い補助基体キャップ１０３では基体１０２よりその表面温度が低下してしまう。これによって基体１０２と補助基体キャップ１０３の基体１０２の近傍で温度差が生じてしまう。このような点を考慮して、前述したように補助基体キャップ１０３の表面粗さは、Ｒｚで４０μｍ以下、好ましくは３０μｍ以下にし、補助基体キャップ１０３の表面温度低下を抑制し、基体１０２との温度差を小さくしている。
また置き台部分１０６については、これに換えてヒーター１０５の支柱と兼用させるようにして用いることも出来る。また、基体１０２と補助基体１０１は、熱伝導を良くするために接触させるのが望ましいが、許容し得る程度の間隙（空間）があってもよい。また、図３（Ｂ）に示す様に、補助基体１０１の内面１０７の表面をセラミックで構成してもよい。
【００１８】
補助基体１０１及び補助基体キャップ１０３は、基体と同種類の材料を含有したほうが、熱膨張による体積変化が等しくなり、基体との密着性あるいは基体と間隔が安定して保たれるため、均一性の面から好ましい。補助基体１０１及び補助基体キャップ１０３の母体となる金属の材質としては、例えば、Ａｌ，Ｃｒ，Ｍｏ，Ａｕ，Ｉｎ，Ｎｂ，Ｔｅ，Ｖ，Ｔｉ，Ｐｔ，Ｐｄ，Ｆｅ等の金属、およびこれらの合金、例えばステンレス等が好適に使用できるものとして挙げられるが、基体がＡｌ又はＡｌ合金であることを考慮すると、Ａｌ又はＡｌ合金が適している。
補助基体１０１の外面の表面粗さに関しては、表面積を増し輻射熱を効率的に得るためは、表面は粗い方がよい。一方であまり表面性を粗くし表面積を増加させると、ダストが増加し、また発塵しやすくなることがある。よって、表面性は十点平均粗さ（Ｒｚ）で、５〜２００μｍが好ましく、１０〜９０μｍがより好ましい。また、表面性は、内面全面において均一であることが好ましいが、面内における最大値と最小値の差が１００μｍ以内であれば実用上問題ない。
補助基体１０１及び、補助基体キャップ１０３の厚さ（肉厚）は基体を保持している間に変形することがなければ特に制限はない。しかし、現実的な、コスト、取り扱い性、強度、加熱時間、加熱温度などを考慮すると好ましくは、０．５〜３０ｍｍ、より好ましくは１〜２０ｍｍとするのが望ましい。
補助基体１０１は、少なくとも基体１０２よりも長く形成されている方が形成される膜の均一性や取り扱いの面から好ましい。補助基体１０１の長さは取りつける装置によるもので一概には言えるものではないが、コスト等を鑑みると一つの基体ホルダーに一つの基体を配置する場合には、基体の長さを１００とすると好ましくは１００〜２００、より好ましくは１１０〜１７０とするのが望ましい。一つの基体ホルダーに複数の基体を配する場合には、複数の基体の堆積膜形成面の長さの合計が上述した関係とされればよい。
【００１９】
補助基体１０１には、補助基体の運搬や基体の搬送のために図３（Ａ）及び図３（Ｂ）に示されているような運搬用チャッキング部１０４を形成することが望ましい。尚、運搬のためのチャッキングが正確で確実に行われるのであれば、凸形状、凹形状等の様々な形状とすることが可能である。
本発明において、補助基体１０１の内面１０７を、セラミックで構成することにより、さらに、温度を効率的に伝達する事が出来、特性の均一性の向上および、画像欠陥の低減に効果的である。
補助基体１０１の内面１０７を構成するセラミック材料としては、特に制限はなく、例えば、Ａｌ2Ｏ3、Ｃｒ2Ｏ3、ＭｇＯ、ＴｉＯ2、ＳｉＯ2等が挙げられるが、Ａｌ2Ｏ3、ＴｉＯ2、ＳｉＯ2等の耐酸性の優れた材料が、ａ−Ｓｉからなる光受容部材の製造工程において使用する例えばハロゲン原子を含む化合物ガス（Ｆ2、ＣｌＦ3、ＳｉＦ4 ｅｔｃ）等に対する耐食性の面から好ましい。また、ＷＣ、ＴａＮ、Ｃｒ2Ｏ3等の輻射熱を受け易い材料も、多少表面の変質が生じても、その影響をほとんど受けないため好ましい。さらに、耐酸性の優れた材料と幅射熱を受け易い材料の混在材料がより好ましい。
混合材料を用いる場合その混合比は、両者の機能を得るために、耐酸性の優れた材料をａ（ｇ）、輻射熱を受け易い材料をｂ（ｇ）として、ａ：ｂが１：９９〜９９：１が好ましく、１０：９０〜９０：１０がより好ましい。
【００２０】
補助基体１０１の内面１０７を構成するセラミック材料の気孔率は耐熱性の向上や、水分等の吸着防止のために１〜２０％が好ましく、１〜１５％がより好ましい。
補助基体１０１の内面１０７を構成するセラミックの表面性に関しては、表面積を増し輻射熱を効率的に得るためは、表面は粗い方がよい。一方であまり表面性を粗くし表面積を増加させると、ダストが増加し、また発塵しやすくなることがある。よって、表面性は十点平均粗さ（Ｒｚ）で、５〜２００μｍが好ましく、１０〜９０μｍがより好ましい。また、表面性は、内面全面において均一であることが好ましいが、面内における最大値と最小値の差が１００μｍ以内であれば実用上問題ない。
補助基体１０１の内面１０７をセラミック材料で形成する手段としては特に制限はないが、ＣＶＤ法、メッキあるいは溶射手段等の表面コーテイング法が挙げられる。なかでも溶射手段がコスト面からあるいはコーティング対象物の大きさ形状の制限を受けにくいためより好ましく、特にプラズマ溶射法は、気孔率が低く密着性も良好なためより好ましい。また例えばセラミック材料からなる円筒を、金属製の基体ホルダーの内面に密着するように装着してもよい。
補助基体１０１の内面１０７をセラミック材料で形成する際には、内面を清浄に処理した後セラミックを上記手段により金属表面に形成するが、密着性を増すために、セラミックと金属表面の間に例えばＡｌとＴｉの混合材等の下引き層を設ける方が好ましい。
セラミック材料は補助基体１０１の内面の全面を覆うことが好ましいが、基体ホルダーの接地等のために覆われない部分が一部存在してもよい。
補助基体１０１の内面１０７を構成するセラミック材料の厚さは特に制限はないが、耐久性及び均一性を増すために、また伝熱性及び製造コストの面から１０〜１００００μｍが好ましく、２０〜５０００μｍがより好ましい。
【００２１】
本発明において使用される基体１０２としては、例えば、Ａｌ，Ｃｒ，Ｍｏ，Ａｕ，Ｉｎ，Ｎｂ，Ｔｅ，Ｖ，Ｔｉ，Ｐｔ，Ｐｄ，Ｆｅ等の金属、およびこれらの合金、例えばステンレス等が挙げられ、特にＡｌ又はＡｌ合金は本発明には適している。また、ポリエステル、ポリエチレン、ポリカーボネート、セルロースアセテート、ポリプロピレン、ポリ塩化ビニル、ポリスチレン、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基体も用いることができる。さらに、光導電層を形成する側とは反対側の表面も導電処理することがより好ましい。
基体の形状は平滑表面あるいは凹凸表面であることができ、その厚さは、所望通りの光受容部材を形成し得るように適宜決定するが、光受容部材としての可撓性が要求される場合には、基体としての機能が充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、基体に製造上および取り扱い上、機械的強度等の点から通常は１００μｍ以上とされる。
特に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、いわゆる干渉縞模様による画像不良を解消するために、基体表面に凹凸を設けてもよい。
基体表面に設けられる凹凸は、特開昭６０−１６８１５６号公報、同６０−１７８４５７号公報、同６０−２２５８５４号公報等に記載された公知の方法により作製することができる。
又、レーザー光などの可干渉光を用いた場合の干渉縞模様による画像不良を解消する別の方法として、基体表面に複数の球状痕跡窪み（たとえばディンプル）による凹凸形状を設けてもよい。即ち、基体の表面が光受容部材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によるものである。基体表面に設けられる複数の球場痕跡窪みによる凹凸は、特開昭６１−２３１５６１号公報に記載された公知の方法により作製される。
【００２２】
本発明の光受容部材のａ−Ｓｉからなる光受容部層はシリコン原子と、水素原子又はハロゲン原子以外に、フェルミ準位や禁止帯幅等を調整する成分としてホウ素、ガリウム等のIII族原子、窒素、リン、ヒ素等のＶ族原子、酸素原子、炭素原子、ゲルマニウム原子等を単独もしくは適宜組み合わせて含有させてもよい。
また、光受容部層として、基体との密着性の向上あるいは電荷受容能の調整等の目的で電荷注入阻止層や、表面の保護あるいは表面からの電荷の注入の防止等の目的で表面層を設けるなどの多層構成としてもよい。
本発明において、光受容部層を形成するには、スパッタリング法、熱ＣＶＤ法、光ＣＶＤ法、プラズマＣＶＤ法等、真空堆積法が適用される。
【００２３】
以下、高周波プラズマＣＶＤ法、マイクロ波プラズマＣＶＤ法およびＶＨＦプラズマＣＶＤ法によって堆積膜を形成するための装置及び形成方法の一例について詳述する。
図１は高周波プラズマＣＶＤ（以下「ＲＦ−ＰＣＶＤ」と表記する）法による電子写真用光受容部材の製造装置の一例を示す模式的な構成図である。
図１に示すＲＦ−ＰＣＶＤ法による堆積膜の製造装置の構成は前述した通りである。この装置は大別すると、堆積装置６１００、原料ガスの供給装置６２００、反応容器６１１１内を減圧にするための排気装置（図示せず）から構成されている。堆積装置６１００中の反応容器６１１１内には、金属を母体とした補助基体６１１３−ａに装着された導電性円筒状基体６１１２があり、該円筒状基体上には補助基体キャップ６１１３−ｂが装着されている。基体加熱用ヒーター６１１４、原料ガス導入管６１１５が設置され、更に高周波マッチングボックス６１１６が接続されている。
原料ガス供給装置６２００は、ＳｉＨ4、Ｈ2、ＣＨ4、ＮＯ、Ｂ2Ｈ6、ＧｅＨ4等の原料ガスのボンベ６２２１〜６２２６とバルブ６２３１〜６２３６、６２４１〜６２４６、６２５１〜６２５６およびマスフローコントローラー６２１１〜６２１６から構成され、各原料ガスのボンベはバルブ６２６０を介して反応容器６１１１内のガス導入管６１１５に接続されている。
【００２４】
この装置を用いた堆積膜の形成は、例えば以下のように行なうことができる。まず、反応容器６１１１内に金属を母体とし、ある特定の部分の外面が黒化処理された基体ホルダー６１１３に装着された円筒状基体６１１２を設置し、不図示の排気装置（例えば真空ポンプ）により反応容器６１１１内を排気する。続いて、基体加熱用ヒーター６１１４をＯＮする。すると、基体ホルダー６１１３の内面が基体加熱用ヒーター６１１４からの輻射熱を直接受ける。内面で受けられた熱は補助基体６１１３−ａの母体の金属内部を熱伝導で伝わり、更に補助基体６１１３−ａの表面に伝わり、最終的に装着された円筒状基体６１１２及び補助基体キャップ６１１３−ｂの表面に伝えられる。この際に起こる熱伝導、輻射熱を、円筒状基体６１１２の表面温度に対して、補助基体キャップ６１１３−ｂの表面温度の最大温度差が１５％以下、好ましくは１０％以下の所定の温度以下となるようにし、円筒状基体６１１２表面温度を５０℃〜５００℃の所定の温度に制御する。
堆積膜形成用の原料ガスを反応容器６１１１に流入させるには、ガスボンベのバルブ６２３１〜６２３６、反応容器のリークバルブ６１１８が閉じられていることを確認し、また、流入バルブ６２４１〜６２４６、流出バルブ６２５１〜６２５６、補助バルブ６２６０が開かれていることを確認して、まずメインバルブ６１１９を開いて反応容器６１１１およびガス配管内６１１７を排気する。
次に真空計６１２０の読みが約６．７×１０-4Ｐａになった時点で補助バルブ６２６０、流出バルブ６２５１〜６２５６を閉じる。
その後、ガスボンベ６２２１〜６２２６より各ガスをバルブ６２３１〜６２３６を開いて導入し、圧力調整器６２６１〜６２６６により各ガス圧を（例えば２Ｋｇ／ｃｍ2）調整する。次に、流入バルブ６２４１〜６２４６を徐々に開けて、各ガスをマスフローコントローラー６２１１〜６２１６内に導入する。
【００２５】
以上のようにして成膜の準備が完了した後、円筒状基体６１１２上に例えば電荷注入阻止層、感光層、表面層等の各層の形成を行う。
円筒状基体６１１２が所定の温度になったところで流出バルブ６２５１〜６２５６のうちの必要なものおよび補助バルブ６２６０を徐々に開き、ガスボンベ６２２１〜６２２６から所定のガスをガス導入管６１１５を介して反応容器６１１１内に導入する。次にマスフローコントローラー６２１１〜６２１６によって各原料ガスが所定の流量になるように調整する。その際、反応容器６１１１内の圧力が１３３Ｐａ以下の所定の圧力になるように真空計６１２０を見ながらメインバルブ６１１９の開口を調整する。内圧が安定したところで、電力印加手段６１１６のＲＦ電源（図示せず）を所望の電力に設定して、高周波マッチングボックス（図示せず）を通じて反応容器６１１１内にＲＦ電力を導入し、ＲＦ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容器内に導入された原料ガスが分解され、円筒状基体６１１２上に所定のシリコンを主成分とする堆積膜が形成されるところとなる。所望の膜厚の形成が行われた後、ＲＦ電力の供給を止め、流出バルブを閉じて反応容器へのガスの流入を止め、堆積膜の形成を終える。
同様の操作を複数回繰り返すことによって、所望の多層構造の光受容層が形成される。
それぞれの層を形成する際には必要なガス以外の流出バルブはすべて閉じられていることは言うまでもなく、また、それぞれのガスが反応容器６１１１内、流出バルブ６２５１〜６２５６から反応容器６１１１に至る配管内に残留することを避けるために、流出バルブ６２５１〜６２５６を閉じ、補助バルブ６２６０を開き、さらにメインバルブ６１１９を全開にして系内を一旦高真空に排気する操作を必要に応じて行う。
また、膜形成の均一化を図る場合は、膜形成を行なっている間は、円筒状基体６１１２を駆動装置（図示せず）によって所定の速度で回転させる。
上述のガス種およびバルブ操作は各々の層の作成条件にしたがって変更が加えられることは言うまでもない。
【００２６】
円筒状基体６１１２の加熱方法は、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、例えば図２に示す装置構成のように、反応容器６１１１以外に加熱専用の容器を設け、円筒状基体６１１２を加熱した後、反応容器６１１１内に真空中で円筒状基体６１１２を搬送する等の方法が用いられる。
ＲＦ−ＣＶＤ法においては、反応容器内のガス圧も同様に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１×１０-2〜１３３０Ｐａ、好ましくは６．７×１０-2〜６７０Ｐａ、最適には１×１０-1〜１３３Ｐａとするのが好ましい。
放電電力もまた同様に層設計にしたがって適宜最適範囲が選択されるが、Ｓｉ供給用のガスの流量に対する放電電力を、通常の場合０．１〜７倍、好ましくは０．５〜６倍、最適には０．７〜５倍の範囲に設定することが望ましい。
さらに、支持体の温度は、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２００〜３５０℃とするのが望ましい。
【００２７】
次に、マイクロ波プラズマＣＶＤ（以下「μＷ−ＰＣＶＤ」と表記する）法によって形成される電子写真用光受容部材の製造方法について説明する。
図１に示した製造装置におけるＲＦ−ＰＣＶＤ法による堆積装置６１００を、図４（Ａ）、（Ｂ）に示す堆積装置３１００に交換して原料ガス供給装置６２００と接続することにより、μＷ−ＰＣＶＤ法による電子写真用光受容部材製造装置を得ることができる。
この装置は、真空気密化構造を成した減圧にし得る反応容器３１１１、原料ガスの供給装置、および反応容器内を減圧にするための排気装置（図示せず）から構成されている。反応容器３１１１内にはマイクロ波電力を反応容器内に効率よく透過し、かつ、真空気密を保持し得るような材料（例えば石英ガラス、アルミナセラミックス等）で形成されたマイクロ波導入窓３１１２、スタブチューナー（図示せず）およびアイソレーター（図示せず）を介してマイクロ波電源（図示せず）に接続されているマイクロ波の導波管３１１３を通してマイクロ波電力が導入可能とされている。金属を母体とした補助基体３１１４−ａに装着された堆積膜を形成すべき円筒状基体３１１５、該円筒状基体３１１５上には補助基体キャップ３１１４−ｂが装着され、、基体加熱用ヒーター３１１６、原料ガス導入と、プラズマ電位を制御するための外部電気バイアスを与えるための電極を兼ねた原料ガス導入管３１１７が設置されている。反応容器３１１１内は排気管３１２１を通じて不図示の例えば拡散ポンプに接続されている。
原料ガス供給装置は、図１の原料ガス供給装置６２００を適用することができる。従って、ＳｉＨ4、Ｈ2、ＣＨ4、ＮＯ、Ｂ2Ｈ6、ＳｉＦ4等の原料ガスのボンベ６２２１〜６２２６とバルブ６２３１〜６２３６、６２４１〜６２４６、６２５１〜６２５６およびマスフローコントローラー６２１１〜６２１６から構成することができ、各原料ガスのボンベはバルブ６２６０を介して反応容器内のガス導入管３１１７に接続される。また、円筒状基体３１１５によって取り囲まれた空間３１３０が放電空間を形成している。
【００２８】
μＷ−ＰＣＶＤ法によるこの装置での堆積膜の形成は、以下のように行なうことができる。
まず、反応容器３１１１内に金属を母体とした補助基体３１１４−ａに装着された円筒状基体３１１５を設置し該円筒状基体３１１５上には補助基体キャップ３１１４−ｂが装着されている。駆動装置３１２０によって基体３１１５を回転し、不図示の排気装置（例えば拡散ポンプ）により反応容器内３１１１を排気管３１２１を介して排気し、反応容器３１１１内の圧力を１×１０-6Ｔｏｒｒ以下に調整する。続いて、基体加熱用ヒーター３１１６をＯＮする。すると、補助基体３１１４−ａの内面が基体加熱用ヒーター３１１６からの輻射熱を直接受ける。内面で受けられた熱は補助基体３１１４−ａの母体の金属内部を熱伝導で伝わり、更に補助基体３１１４−ａの表面に伝わり、最終的に装着された円筒状基体３１１５及び補助基体キャップ３１１４−ｂの表面に伝えられる。この際に起こる熱伝導、輻射熱を、円筒状基体３１１５の表面温度に対して、補助基体キャップ３１１４−ｂの表面温度の最大温度差が１５％以下、好ましくは１０％以下の所定の温度以下となるようにし、円筒状基体３１１５表面温度を５０℃〜５００℃の所定の温度に制御する。
堆積膜形成用の原料ガスを反応容器３１１１に流入させるには、ガスボンベのバルブ６２３１〜６２３６、反応容器のリークバルブ（図示せず）が閉じられていることを確認し、また、流入バルブ６２４１〜６２４６、流出バルブ６２５１〜６２５６、補助バルブ６２６０が開かれていることを確認して、まずメインバルブ（図示せず）を開いて反応容器３１１１およびガス配管（図示せず）内を排気する。
次に真空計（図示せず）の読みが約６．７×１０-4Ｐａになった時点で補助バルブ６２６０、流出バルブ６２５１〜６２５６を閉じる。
その後、ガスボンベ６２２１〜６２２６より各ガスをバルブ６２３１〜６２３６を開いて導入し、圧力調整器６２６１〜６２６６により各ガス圧を（例えば２Ｋｇ／ｃｍ2）調整する。次に、流入バルブ６２４１〜６２４６を徐々に開けて、各ガスをマスフローコントローラー６２１１〜６２１６内に導入する。
【００２９】
以上のようにして成膜の準備が完了した後、円筒状基体３１１５上に電荷注入阻止層、感光層、表面層の各層の形成を行う。
円筒状基体３１１５が所定の温度になったところで流出バルブ６２５１〜６２５６のうちの必要なものおよび補助バルブ６２６０を徐々に開き、ガスボンベ６２２１〜６２２６から所定のガスをガス導入管３１１７を介して反応容器３１１１内の放電空間３１３０に導入する。次にマスフローコントローラー６２１１〜６２１６によって各原料ガスが所定の流量になるように調整する。その際、放電空間３１３０内の圧力が１３３Ｐａ以下の所定の圧力になるように真空計（図示せず）を見ながらメインバルブ（図示せず）の開口を調整する。圧力が安定した後、マイクロ波電源（図示せず）により周波数５００ＭＨｚ以上の、好ましくは２．４５ＧＨｚのマイクロ波を発生させ、マイクロ波電源（図示せず）を所望の電力に設定し、導波管３１１３、マイクロ波導入窓３１１２を介して放電空間３１３０にμＷエネルギーを導入して、μＷグロー放電を生起させる。それと同時併行的に、電源３１１８から電極兼ガス導入管３１１７に例えば直流等の電気バイアスを印加する。かくして基体３１１５により取り囲まれた放電空間３１３０において、導入された原料ガスは、マイクロ波のエネルギーにより励起されて解離し、円筒状基体３１１５上に所定の堆積膜が形成される。この時、層形成の均一化を図るため基体回転用モーター３１２０によって、所望の回転速度で回転させる。
所望の膜厚の形成が行われた後、μＷ電力の供給を止め、流出バルブを閉じて反応容器へのガスの流入を止め、堆積膜の形成を終える。
同様の操作を複数回繰り返すことによって、所望の多層構造の光受容層が形成される。
【００３０】
それぞれの層を形成する際には必要なガス以外の流出バルブはすべて閉じられていることは言うまでもなく、また、それぞれのガスが反応容器３１１１内、流出バルブ６２５１〜６２５６から反応容器３１１１に至る配管内に残留することを避けるために、流出バルブ６２５１〜６２５６を閉じ、補助バルブ６２６０を開き、さらにメインバルブ（図示せず）を全開にして系内を一旦高真空に排気する操作を必要に応じて行う。
上述のガス種およびバルブ操作は各々の層の作成条件にしたがって変更が加えられることは言うまでもない。
円筒状基体３１１５の加熱方法は、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３１１１以外に加熱専用の容器を設け、円筒状基体３１１５を加熱した後、反応容器３１１１内に真空中で円筒状基体３１１５を搬送する等の方法が用いられる。
【００３１】
μＷ−ＰＣＶＤ法においては、放電空間内の圧力としては、好ましくは１×１０-1Ｐａ以上１３．３Ｐａ以下、より好ましくは４×１０-1Ｐａ以上６．７Ｐａ以下、最も好ましくは６．７×１０-1Ｐａ以上４Ｐａ以下に設定することが望ましい。
放電空間外の圧力は、放電空間内の圧力よりも低ければよいが、放電空間内の圧力が１３．３Ｐａ以下では、又、特に顕著には６．７Ｐａ以下では、放電空間内の圧力が放電空間外の圧力の３倍以上の時、特に堆積膜特性向上の効果が大きい。
マイクロ波の反応炉までの導入方法としては導波管による方法が挙げられ、反応炉内への導入は、１つまたは複数の誘電体窓から導入する方法が挙げられる。この時、炉内へのマイクロ波の導入窓の材質としてはアルミナ（Ａｌ2Ｏ3）、窒化アルミニウム（ＡｌＮ）、窒化ボロン（ＢＮ）、窒化珪素（ＳｉＮ）、炭化珪素（ＳｉＣ）、酸化珪素（ＳｉＯ2）、酸化ベリリウム（ＢｅＯ）、テフロン、ポリスチレン等マイクロ波の損失の少ない材料が通常使用される。
電極兼ガス導入管３１１７と円筒状基体３１１５間に発生させる電界は直流電界が好ましく、又、電界の向きは電極兼ガス導入管３１１７から円筒状基体３１１５に向けるのがより好ましい。電界を発生させるために電極兼ガス導入管３１１７に印加する直流電圧の平均の大きさは、１５Ｖ以上３００Ｖ以下、好ましくは３０Ｖ以上２００Ｖ以下が適する。直流電圧波形としては、特に制限はなく、種々の波形のものが本発明では有効である。つまり、時間によって電圧の向きが変化しなければいずれの場合でもよく、例えば、時間に対して大きさの変化しない定電圧はもちろん、パルス状の電圧、及び整流機により整流された時間によって大きさが変化する脈動電圧でも有効である。
【００３２】
また、交流電圧を印加することも有効である。交流の周波数は、いずれの周波数でも問題はなく、実用的には低周波では５０Ｈｚまたは６０Ｈｚ、高周波では１３．５６ＭＨｚが適する。交流の波形としてはサイン波でも矩形波でも、他のいずれの波形でもよいが、実用的には、サイン波が適する。但し、この時電圧はいずれの場合も実効値を言う。
電極兼ガス導入管３１１７の大きさ及び形状は、放電を乱さないならばいずれのものでも良いが、実用上は直径０．１ｃｍ以上５ｃｍ以下の円筒状の形状が好ましい。この時、電極兼ガス導入管３１１７の長さも、基体に電界が均一にかかる長さであれば任意に設定できる。
電極兼ガス導入管３１１７の材質としては、表面が導電性となるものならばいずれのものでも良く、例えば、ステンレス，Ａｌ，Ｃｒ，Ｍｏ，Ａｕ，Ｉｎ，Ｎｂ，Ｔｅ，Ｖ，Ｔｉ，Ｐｔ，Ｐｄ，Ｆｅ等の金属、これらの合金または表面を導電処理したガラス、セラミック、プラスチック等が通常使用される。
【００３３】
次に、ＶＨＦ帯の周波数を用いた高周波プラズマＣＶＤ（以後「ＶＨＦ−ＰＣＶＤ」と略記する）法によって形成される電子写真用光受容部材の製造方法について説明する。
図１に示した製造装置におけるＲＦ−ＰＣＶＤ法による堆積装置６１００を、図５に示す堆積装置４１００に交換して原料ガス供給装置６２００と接続することにより、ＶＨＦ−ＰＣＶＤ法による電子写真用光受容部材製造装置を得ることができる。
この装置は大別すると、真空気密化構造を成した減圧にし得る反応容器４１１１、原料ガスの供給装置６２００、および反応容器内を減圧にするための排気装置（図示せず）から構成されている。反応容器４１１１内には金属を母体とする補助基体４１１３−ａに装着された堆積膜を形成すべき円筒状基体４１１２、該円筒状基体４１１２の上には補助基体キャップ４１１３−ｂが装着され、支持体加熱用ヒーター４１１４、原料ガス導入管（図示せず）、電極４１１５が設置され、電極には更に高周波マッチングボックス４１１６が接続されている。また、反応容器４１１１内は排気管４１２１を通じて不図示の拡散ポンプに接続されている。
原料ガス供給装置６２００は、ＳｉＨ4、ＧｅＨ4、Ｈ2、ＣＨ4、Ｂ2Ｈ6、ＰＨ3等の原料ガスのボンベ６２２１〜６２２６とバルブ６２３１〜６２３６、６２４１〜６２４６、６２５１〜６２５６およびマスフローコントローラー６２１１〜６２１６から構成され、各原料ガスのボンベはバルブ６２６０を介して反応容器４１１１内のガス導入管（図示せず）に接続されている。また、円筒状支持体４１１２によって取り囲まれた空間４１３０が放電空間を形成している。
【００３４】
ＶＨＦ−ＰＣＶＤ法によるこの装置での堆積膜の形成は、以下のように行なうことができる。
まず、反応容器４１１１内に円筒状基体４１１２を設置し、駆動装置４１２０によって円筒状基体４１１２を回転し、不図示の排気装置（例えば拡散ポンプ）により反応容器４１１１内を排気管４１２１を介して排気し、反応容器４１１１内の圧力を１×１０-7Ｔｏｒｒ以下に調整する。続いて、支持体加熱用ヒーター４１１４により円筒状基体４１１２の温度を２００℃乃至３５０℃の所定の温度に加熱保持する。
堆積膜形成用の原料ガスを反応容器４１１１に流入させるには、ガスボンベのバルブ６２３１〜６２３６、反応容器のリークバルブ（不図示）が閉じられていることを確認し、又 、流入バルブ６２４１〜６２４６、流出バルブ６２５１〜６２５６、補助バルブ６２６０が開かれていることを確認して、まずメインバルブ（図示せず）を開いて反応容器４１１１およびガス配管内を排気する。
次に真空計（図示せず）の読みが約６．７×１０-4Ｐａになった時点で補助バルブ６２６０、流出バルブ６２５１〜６２５６を閉じる。
その後、ガスボンベ６２２１〜６２２６より各ガスをバルブ６２３１〜６２３６を開いて導入し、圧力調整器６２６１〜６２６６により各ガス圧を２Ｋｇ／ｃｍ2に調整する。次に、流入バルブ６２４１〜６２４６を徐々に開けて、各ガスをマスフローコントローラー６２１１〜６２１６内に導入する。
【００３５】
以上のようにして成膜の準備が完了した後、以下のようにして円筒状支持体４１１２上に各層の形成を行う。
円筒状支持体４１１２が所定の温度になったところで流出バルブ６２５１〜６２５６のうちの必要なものおよび補助バルブ６２６０を徐々に開き、ガスボンベ６２２１〜６２２６から所定のガスをガス導入管（図示せず）を介して反応容器４１１１内の放電空間４１３０に導入する。次にマスフローコントローラー６２１１〜６２１６によって各原料ガスが所定の流量になるように調整する。その際、放電空間４１３０内の圧力が１３３Ｐａ以下の所定の圧力になるように真空計（図示せず）を見ながらメインバルブ（図示せず）の開口を調整する。
圧力が安定したところで、例えば周波数１０５ＭＨｚのＶＨＦ電源（図示せず）を所望の電力に設定して、マッチングボックス４１１６を通じて放電空間４１３０にＶＨＦ電力を導入し、グロー放電を生起させる。かくして支持体４１１２により取り囲まれた放電空間４１３０において、導入された原料ガスは、放電エネルギーにより励起されて解離し、支持体４１１２上に所定の堆積膜が形成される。この時、層形成の均一化を図るため支持体回転用モーター４１２０によって、所望の回転速度で回転させる。
【００３６】
所望の膜厚の形成が行われた後、ＶＨＦ電力の供給を止め、流出バルブを閉じて反応容器ヘのガスの流入を止め、堆積膜の形成を終える。
同様の操作を複数回繰り返すことによって、所望の多層構造の光受容層が形成される。
それぞれの層を形成する際には必要なガス以外の流出バルブはすべて閉じられていることは言うまでもなく、また、それぞれのガスが反応容器４１１１内、流出バルブ６２５１〜６２５６から反応容器４１１１に至る配管内に残留することを避けるために、流出バルブ６２５１〜６２５６を閉じ、補助バルブ６２６０を開き、さらにメインバルブ（不図示）を全開にして系内を一旦高真空に排気する操作を必要に応じて行う。
上述のガス種およびバルブ操作は各々の層の作成条件にしたがって変更が加えられることは言うまでもない。
いずれの方法においても、堆積膜形成時の支持体温度は、特に２００℃以上３５０℃以下、好ましくは２３０℃以上３３０℃以下、より好ましくは２５０℃以上３００℃以下が好ましい。
【００３７】
支持体の加熱方法は、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。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。
また、特にＶＨＦ−ＰＣＶＤ法における放電空間の圧力として、好ましくは１×１０-1Ｐａ以上６７Ｐａ以下、より好ましくは４×１０-1 Ｐａ以上４０Ｐａ以下、最も好ましくは６．７×１０-1Ｐａ以上１３．３Ｐａ以下に設定することが望ましい。
ＶＨＦ−ＰＣＶＤ法において放電空間に設けられる電極の大きさ及び形状は、放電を乱さないならばいずれのものでも良いが、実用上は直径１ｍｍ以上１０ｃｍ以下の円筒状が好ましい。この時、電極の長さも、支持体に電界が均一にかかる長さであれば任意に設定できる。
電極の材質としては、表面が導電性となるものならばいずれのものでも良く、例えば、ステンレス，Ａｌ，Ｃｒ，Ｍｏ，Ａｕ，Ｉｎ，Ｎｂ，Ｔｅ，Ｖ，Ｔｉ，Ｐｔ，Ｐｂ，Ｆｅ等の金属、これらの合金または表面を導電処理したガラス、セラミック等が通常使用される。
本発明においては、堆積膜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、これらの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電子写真用感光体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。
【００３８】
【実験例、実施例】
以下、本発明の実験例、実施例について説明するが、本発明はこれらによって何ら限定されるものではない。
【００３９】
［実験例１］
図１に示す電子写真用光受容部材の製造装置を用い、アルミニウムよりなる直径８０ｍｍ、長さ３５８ｍｍ、肉厚５ｍｍの円筒状基体を、表１に示す作製条件で加熱した。この時、補助基体及び補助基体キャップは、表２の条件のものを使用し、基体及び補助基体キャップ表面温度測定のため、熱電対を長手方向に取り付け、表面温度測定を行った。その結果を図６に示す。
図６において、温度むらを、基体設定温度を１００とした時の相対値で示す。
【００４０】
【表１】
【表２】
【００４２】
［実施例１］
実施例１においては、図１に示す電子写真用光受容部材の製造装置を用い、アルミニウムよりなる直径８０ｍｍ、長さ３５８ｍｍ、肉厚５ｍｍの円筒状基体を、表１に示す作製条件で加熱した。この時、補助基体及び補助基体キャップは表３の条件のものを使用し、表４に示すような温度差をつけるため、加熱用のヒーターを改造して行った。熱電対は基体上端部２０ｍｍ位置と補助基体キャップ下端部２０ｍｍ位置に取り付け、表面温度測定を行った。
表４において、基体上端部２０ｍｍ位置の温度に対する補助基体キャップの温度の最大温度差を、基体上端部２０ｍｍ位置の温度を１００とした時の相対値で示す。
【００４３】
【表３】
【表４】
作成した電子写真用光受容部材について、比較例１を用いて下記の評価を行なった。
その結果を表６に示す。
『欠陥』
光学顕微鏡を用いて５０倍の倍率で９ｃｍ2の範囲で電子写真用感光体の表面を観察し、２０ミクロン以上の欠陥が１０個未満のものを◎、２０ミクロン以上の欠陥が２０個未満のものを○、２０ミクロン以上の欠陥が３０個未満のものを△、２０ミクロン以上の欠陥が３０個を超えるのものを×とした４段階評価を行った。
『黒ぽち』
作成した電子写真用光受容部材をキヤノン製複写機ＮＰ−９３３０を高速対応に改造した電子写真装置にセットし、キヤノン製中間調チャート（ＦＹ９−９０４２）を原稿台に置きコピーした時に得られた画像の同一画像内にある直径０．２ｍｍ以下の黒ぽちについて評価した。
◎は、「特に良好」即ち、黒ぽちが殆どない事を確認した。
○は「良好」
△は「実用上問題なし」
×は「実用上問題有り」
【００４５】
【表５】
【表６】
【００４７】
［実施例２］
実施例２においては、図１に示す電子写真用光受容部材の製造装置を用い、アルミニウムよりなる直径８０ｍｍ、長さ３５８ｍｍ、肉厚５ｍｍの円筒状基体を、表１に示す作製条件で加熱した。この時、補助基体及び補助基体キャップは表７の条件のものを使用し、表８に示すように補助基体キャップ外面の粗さを変化させた時の基体及び補助基体キャップの表面温度を測定した。熱電対は基体上端部２０ｍｍ位置と補助基体キャップ下端部２０ｍｍ位置に取り付け、表面温度測定を行った。その結果を図７に示す。
図７において、基体上端部２０ｍｍ位置の温度に対する補助基体キャップの温度の最大温度差を、基体上端部２０ｍｍ位置の温度を１００とした時の相対値で示す。
【００４８】
【表７】
【表８】
また、上記の条件で加熱された円筒状基体上に、図１に示す電子写真用光受容部材の製造装置を用い、さきに詳述した手順にしたがって、ＲＦグロー放電法により表５に示す作製条件で電子写真用光受容部材を作製した。
作成した電子写真用光受容部材について、比較例２を用いて実施例１と同様の評価を行った。
その結果を表９に示す。
【００５０】
【表９】
【００５１】
［実施例３］
実施例３においては、図１に示す電子写真用光受容部材の製造装置を用い、アルミニウムよりなる直径８０ｍｍ，長さ３５８ｍｍ，肉厚３ｍｍの円筒状導電性基体上に、さきに詳述した手順にしたがって、ＲＦグロー放電法により表１０に示す作製条件で電子写真用光受容部材を作製した。この時、補助基体及び補助基体キャップは表１１の寸法形状のものを用いて行い、実施例１と同様、欠陥、黒ぽちについて評価した。その結果を表１２に示す。
表１２の結果より、基体ホルダー内面をセラミックで構成した場合においても、同様に良好な結果が得られた。
【００５２】
【表１０】
【表１１】
【表１２】
実施例４においては、図４に示す電子写真用光受容部材の製造装置を用い、アルミニウムよりなる直径１０８ｍｍ、長さ３５８ｍｍ、肉厚５ｍｍの円筒状導電性基体上に、さきに詳述した手順にしたがって、マイクロ波グロー放電法により表１３に示す作製条件で電子写真用光受容部材を作製した。この時、補助基体及び補助基体キャップは実施例３と同様のものとした。
作製した電子写真用感光体を、実施例１と同様、温度特性、光メモリーについて評価したところ、実施例３と同様非常に良好な結果であった。
【００５５】
【表１３】
実施例５においては、図５に示す電子写真用光受容部材の製造装置を用い、アルミニウムよりなる直径８０ｍｍ、長さ３５８ｍｍ、肉厚５ｍｍの円筒状導電性基体上に、さきに詳述した手順にしたがって、ＶＨＦ−ＰＣＶＤ法により表１４に示す作製条件で電子写真用光受容部材を作製した。この時、補助基体及び補助基体キャップは実施例４と同様のものとした。
作製した電子写真用感光体を、実施例１と同様、欠陥、黒ぽちについて評価したところ、実施例４と同様非常に良好な結果であった。
【００５６】
【表１４】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、基体上端から２０ｍｍ以内における該基体の上端部における温度と、該基体の上部に設けられている前記補助基体キャップ下端から２０ｍｍ以内における該補助基体キャップの下端部における温度との最大温度差が、１５％以下となるようにすると共に、前記補助基体キャップの外面の表面粗さをＲｚで、４０μｍ以下となるように構成することによって、該補助基体キャップに堆積する堆積膜の密着性を向上させ、基体以外に付着した膜等の生成物が基体へ飛散することを防止することが可能となり、膜厚および膜質が均一な堆積膜を定常的に形成することができ、また、画像欠陥を激減しうる堆積膜形成方法を実現することができる。
その結果、特に、ａ−Ｓｉで構成された従来の光受容部材における諸問題を解決することができ、極めて優れた電気的特性、光学的特性、光導電特性、画像特性、耐久性および使用環境特性を示す光受容部材を形成することができる。
また、本発明によると、形成される膜の諸物性、堆積膜形成速度、再現性及び膜の生産性を向上させ、量産化を行う場合その歩留まりを飛躍的に向上させることが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 高周波プラズマＣＶＤ法による電子写真用光受容部材の製造装置の一例を示す模式的構成図である。
【図２】 電子写真用光受容部材を形成するための装置の一例を示すものである。
【図３】 本発明による光受容部材の形成方法の好適な実施態様例の構成を説明するための模式的構成図である。
【図４】 本発明における電子写真用光受容部材を形成するための方法の一例を示すものであり、μＷグロー放電法による電子写真用光受容部材の製造装置を用いた上記方法の模式的説明図である。（Ａ）は、上記方法に用いる装置の側断面図であり、（Ｂ）は、Ｘ−Ｘ’における横断面図である。
【図５】本発明における電子写真用光受容部材を形成するための方法の一例を示すものであり、ＶＨＦグロー放電法による電子写真用光受容部材の製造装置を用いた上記方法の模式的説明図である。
【図６】 本発明の実験例１における温度むらを、基体設定温度を１００とした時の相対値を示すものである。
【図７】 本発明の実施例２における基体上端部２０ｍｍ位置の温度に対する補助基体キャップの温度の最大温度差を、基体上端部２０ｍｍ位置の温度を１００とした時の相対値を示すものである。
【符号の説明】
１０１：補助基体
１０２：基体
１０３：補助基体キャップ
１０４：運搬用取っ手
１０５：加熱手段
１０６：置き台
１０７：補助基体内面
３１００：μＷグロー放電法による堆積膜形成装置
３１１１：反応容器
３１１２：マイクロ波導入窓
３１１３：導波管
３１１４−ａ：補助基体
３１１４−ｂ：補助基体キャップ
３１１５：円筒状基体
３１１６：基体加熱用ヒーター
３１１７：原料ガス導入管兼バイアス電極
３１１８：バイアス電源
３１２０：基体回転用モーター
３１２１：排気管
３１３０：放電空間
４１００：ＶＨＦグロー放電法による堆積膜形成装置
４１１１：反応容器
４１１２：円筒状基体
４１１３−ａ：補助基体
４１１３−ｂ：補助基体キャップ
４１１４：基体加熱用ヒーター
４１１５：電極
４１１６：マッチングボックス
４１２１：排気管
４１３０：放電空間
５１０：真空投入容器
５１１：真空加熱容器
５１２：真空反応容器
５１３：真空冷却容器
５１４〜５１７：排気装置
５１８〜５２１：真空排気装置
５２２〜５２５：ゲート
５２６〜５２９：真空バルブ
５３０〜５３３：排気バルブ
５３４：真空搬送容器
５３５：ゲート
６１００：ＲＦグロー放電法による堆積膜形成装置
６１１１：反応容器
６１１２：円筒状基体
６１１３−ａ：補助基体
６１１３−ｂ：補助基体キャップ
６１１４：基体加熱用ヒーター
６１１５：原料ガス導入管
６１１６：マッチングボックス
６１１７：原料ガス配管
６１１８：反応容器リークバルブ
６１１９：メイン排気バルブ
６１２０：真空計
６１２１：底壁
６１２２：碍子
６１２３：ゲート
６１２４：排気管
６２００：原料ガス供給装置
６２１１〜６２１６：マスフローコントローラー
６２２１〜６２２６：原料ガスボンベ
６２４１〜６２４６：ガス流入バルブ
６２５１〜６２５６：ガス流出バルブ
６２６１〜６２６６：圧力調整器
Claims (8)
- 補助基体に装着した基体の上部に補助基体キャップを設け、減圧気相成長法により、該基体の表面に堆積膜を形成する堆積膜形成方法において、
前記基体上端から２０ｍｍ以内における該基体の上端部における温度と、該基体の上部に設けられている前記補助基体キャップ下端から２０ｍｍ以内における該補助基体キャップの下端部における温度との最大温度差が、１５％以下となるようにすると共に、
前記補助基体キャップの外面の表面粗さをＲｚで、４０μｍ以下として該補助基体キャップに堆積する堆積膜の密着性を向上させ、堆積膜を形成することを特徴とする堆積膜形成方法。 - 前記堆積膜が、シリコン原子を母材とする非晶質材料からなる光受容部材を形成する堆積膜であることを特徴とする請求項１に記載の堆積膜形成方法。
- 前記最大温度差が、１０％以下であ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方法。
- 前記補助基体キャップは、外面の表面粗さがＲｚで、３０μｍ以下であることを特徴とする請求項１から請求項３のいずれか１項に記載の堆積膜形成方法。
- 前記補助基体及び補助基体キャップの母体となる金属が、前記基体と同種類の金属を含むことを特徴とする請求項１から請求項４のいずれか１項に記載の堆積膜形成方法。
- 前記補助基体及び補助基体キャップの母体となる金属が、Ａｌであることを特徴とする請求項５に記載の堆積膜形成方法。
- 前記補助基体内側の表面が、セラミックで構成されていることを特徴とする請求項１から請求項４のいずれか１項に記載の堆積膜形成方法。
- 前記補助基体内側の表面のセラミックが、Ａｌ2Ｏ3とＣｒ2Ｏ3の混在系であることを特徴とする請求項７に記載の堆積膜形成方法。
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