JP4242917B2

JP4242917B2 - Method for producing electrophotographic photosensitive member

Info

Publication number: JP4242917B2
Application number: JP2008198970A
Authority: JP
Inventors: 晃一中野
Original assignee: Kyocera Corp
Current assignee: Kyocera Corp
Priority date: 2008-07-31
Filing date: 2008-07-31
Publication date: 2009-03-25
Anticipated expiration: 2026-06-30
Also published as: JP2008276262A

Description

本発明は、円筒状基体の外周面に、少なくとも感光層を含む成膜層が形成された電子写真感光体の製造方法に関するものである。 The present invention relates to a method for producing an electrophotographic photosensitive member in which a film-forming layer including at least a photosensitive layer is formed on the outer peripheral surface of a cylindrical substrate.

電子写真感光体としては、種々の形態が知られているが、ドラム状の形態が一般的である。ドラム状の電子写真感光体は、円筒状基体の表面に、アモルファスシリコン（以下「ａ−Ｓｉ」とする）系光導電層などの所望とする層を形成したものである。円筒状基体上にａ−Ｓｉ系光導電層を形成する方法としては、種々のものが知られている。なかでも、プラズマＣＶＤ法は、現在実用化が非常に進んでいる。このプラズマＣＶＤ法は、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である。 Although various forms are known as an electrophotographic photosensitive member, a drum-like form is common. The drum-shaped electrophotographic photosensitive member is obtained by forming a desired layer such as an amorphous silicon (hereinafter referred to as “a-Si”) photoconductive layer on the surface of a cylindrical substrate. Various methods for forming an a-Si photoconductive layer on a cylindrical substrate are known. In particular, the plasma CVD method is currently in practical use. This plasma CVD method is a method in which a source gas is decomposed by direct current, high frequency, microwave glow discharge, or the like to form a deposited film on a cylindrical substrate.

このプラズマＣＶＤ法において電子写真感光体を作製する場合には、図９に示すようなグロー放電プラズマＣＶＤ装置９が用いられている（たとえば特許文献１参照）。 When an electrophotographic photosensitive member is produced by this plasma CVD method, a glow discharge plasma CVD apparatus 9 as shown in FIG. 9 is used (see, for example, Patent Document 1).

同図に示したグロー放電プラズマＣＶＤ装置９は、円筒状の真空容器９０のほぼ中央に配置した円筒状の導電性基体９１上に、グロー放電プラズマによりａ−Ｓｉ系膜を成膜するものである。このグロー放電プラズマＣＶＤ装置９は、基体支持体９２に対してリング部材９３を介して支持された導電性基体９１を接地電極とするとともに、これを等距離で囲んだ中空の円筒状の金属電極９４を、高周波電力印加用の電極とするものである。金属電極９４には、成膜用の原料ガスを導入するガス導入口９５が設けられており、このガス導入口９５を介して導入された原料ガスが、金属電極９４の内周面に設けられたガス吹き出し孔９４ａから導電性基体９１に向けて吹き出すように構成されている。金属電極９４と導電性基体９１との間には、高周波電源９６により高周波電力を印加してグロー放電が起こるようになされている。基体支持体９２の内部には、ニクロム線やカートリッジヒーターなどからなる基体加熱手段９７が設けられており、導電性基体９１を所望の温度に昇温することができる。基体支持体９２および導電性基体９１は、回転用のモータ９８ａを含めた回転駆動手段９８により、一体で回転させることができる。 The glow discharge plasma CVD apparatus 9 shown in the figure forms an a-Si-based film by glow discharge plasma on a cylindrical conductive substrate 91 disposed almost at the center of a cylindrical vacuum vessel 90. is there. The glow discharge plasma CVD apparatus 9 uses a conductive base 91 supported by a base support 92 via a ring member 93 as a ground electrode, and a hollow cylindrical metal electrode surrounded by an equal distance. 94 is an electrode for applying high-frequency power. The metal electrode 94 is provided with a gas inlet 95 for introducing a raw material gas for film formation, and the raw material gas introduced through the gas inlet 95 is provided on the inner peripheral surface of the metal electrode 94. The gas blowing holes 94a are blown out toward the conductive substrate 91. A high frequency power is applied between the metal electrode 94 and the conductive substrate 91 by a high frequency power source 96 to cause glow discharge. Inside the substrate support 92, a substrate heating means 97 made of a nichrome wire, a cartridge heater or the like is provided, and the conductive substrate 91 can be heated to a desired temperature. The substrate support 92 and the conductive substrate 91 can be rotated together by a rotation driving means 98 including a rotation motor 98a.

このプラズマＣＶＤ装置９を用いて導電性基体９１にａ−Ｓｉ系膜の成膜を行なうに当たっては、所定の流量やガス比に設定された原料ガスが、ガス導入管９５からガス吹き出し孔９４ａを介して金属電極９４と導電性基体９１との間に導入される。その一方で、真空容器９０でのガス圧は、真空ポンプ（図示せず）により排気口９９からの排気量を調整することにより所定値に設定される。そして、高周波電源９６により金属電極９４と導電性基体９１との間に高周波電力を印加し、金属電極９４と導電性基体９１との間にグロー放電プラズマを発生させて原料ガスを分解することにより、所望の温度に設定した導電性基体９１上にａ−Ｓｉ系膜が成膜される。成膜時においては、導電性基体９１は、基体支持体９２とともに回転駆動手段９８により回転させられるため、導電性基体９１に対する周方向における膜厚や膜質の均一化が図られている。 When the a-Si film is formed on the conductive substrate 91 using the plasma CVD apparatus 9, a raw material gas set at a predetermined flow rate and gas ratio passes through the gas blowing hole 94 a from the gas introduction pipe 95. It is introduced between the metal electrode 94 and the conductive substrate 91. On the other hand, the gas pressure in the vacuum vessel 90 is set to a predetermined value by adjusting the exhaust amount from the exhaust port 99 by a vacuum pump (not shown). Then, high frequency power is applied between the metal electrode 94 and the conductive substrate 91 by the high frequency power source 96, and glow discharge plasma is generated between the metal electrode 94 and the conductive substrate 91 to decompose the source gas. Then, an a-Si based film is formed on the conductive substrate 91 set to a desired temperature. At the time of film formation, since the conductive substrate 91 is rotated together with the substrate support 92 by the rotation driving means 98, the film thickness and film quality in the circumferential direction with respect to the conductive substrate 91 are made uniform.

特開２００２−００４０５０号公報JP 2002-004050 A

プラズマＣＶＤ装置９を用いて導電性基体９１に所望の膜を形成する場合、たとえば生産性を向上させるために、図１０に示したように、複数の導電性基体９１を基体支持体９２に支持させた状態で、プラズマＣＶＤ装置９にセットし、それらの導電性基体９１に対して同時に成膜を行なうことも行われている。 When a desired film is formed on the conductive substrate 91 using the plasma CVD apparatus 9, for example, in order to improve productivity, a plurality of conductive substrates 91 are supported on a substrate support 92 as shown in FIG. In this state, it is set in the plasma CVD apparatus 9 and film formation is simultaneously performed on these conductive substrates 91.

しかしながら、隣接する導電性基体９１は、端面９１Ａが互いに接触した状態とされているため、導電性基体９１の周りに存在するガス成分は、端面９１Ａに接触しにくいものとなっている。そのため、導電性基体９１の成膜を行った場合には、導電性基体９１の外表面には形成されるものの、端面９１Ａに堆積種が適切に付着しないため、端面９１Ａに付着しなかった堆積種が粉体状となって導電性基体９１に付着して微小突起として存在する。 However, since the adjacent conductive bases 91 are in a state in which the end surfaces 91A are in contact with each other, gas components existing around the conductive base 91 are difficult to contact the end surface 91A. Therefore, when the conductive substrate 91 is formed, the deposition species that is formed on the outer surface of the conductive substrate 91 but does not adhere properly to the end surface 91A is not deposited on the end surface 91A. The seed is in the form of powder and adheres to the conductive substrate 91 and exists as minute protrusions.

このような微小突起は、電子写真感光体を画像形成装置に組み込んで画像形成を行なった場合に、画像黒点を生じさせ、画像劣化の原因となる。したがって、微小突起の形成された電子写真感光体は、不良品として破棄せざるを得ず、これが歩留まりを悪化させる原因となるためにコスト低減が図れず、低価格化の要求に対応することができない。 Such fine protrusions cause image black spots and cause image deterioration when an image is formed by incorporating an electrophotographic photosensitive member into the image forming apparatus. Therefore, the electrophotographic photosensitive member on which the minute protrusions are formed must be discarded as a defective product, which causes the yield to be deteriorated, so that the cost cannot be reduced and the demand for lowering the cost can be met. Can not.

また、端面９１Ａにおいて堆積膜が形成されない場合には、隣接する導電性基体９１の端部において膜の密着性が低くなる。そのため、成膜終了後において基体支持体９２から導電性基体９１を取り外すときに、導電性基体９１の端部において膜剥がれが生じることがある。このような端部での膜剥がれもまた、歩留りを低下させる原因となる。 Further, when no deposited film is formed on the end face 91A, the adhesion of the film is lowered at the end of the adjacent conductive substrate 91. Therefore, when the conductive substrate 91 is removed from the substrate support 92 after the film formation is completed, film peeling may occur at the end of the conductive substrate 91. Such film peeling at the end also causes a decrease in yield.

本発明は、円筒状基体に対して微小突起などの成膜欠陥の少ない膜を形成できるようにするとともに膜剥がれが生じることを抑制し、歩留まり良く電子写真感光体を製造できるようにすることを課題としている。 The present invention makes it possible to form a film with few film-forming defects such as minute protrusions on a cylindrical substrate and to prevent film peeling and to produce an electrophotographic photosensitive member with a high yield. It is an issue.

本発明においては、複数の円筒状基体を基体支持体に支持させる第１工程と、前記円筒状基体の表面に堆積膜をプラズマＣＶＤ法にて形成する第２工程と、を含む電子写真感光体の製造方法において、前記複数の円筒状基体は、算術平均粗さＲａにおいて２．０μｍ以上４．５μｍ以下に粗面化処理された端面と、前記円筒状基体の外周面と前記端面との間に形成された面取り面と、を有するものを用い、前記第１工程では、前記複数の円筒状基体を、互いに隣接する円筒状基体において、それらの円筒状基体の隣接する部分に前記端面が位置するように、前記基体支持体に支持させ、前記第２工程では、前記堆積膜の一部が前記円筒状基体の前記外周面から前記面取り面を介して前記粗面化された端面まで形成されることを特徴とする、電子写真感光体の製造方法が提供される。 Electronic Oite this onset Ming, comprising a first step of supporting a plurality of cylindrical substrates to the substrate support, a second step of forming a deposited film on a surface of the cylindrical substrate by a plasma CVD method, the In the method for producing a photographic photoreceptor, the plurality of cylindrical substrates are provided with an end surface roughened to an arithmetic average roughness Ra of 2.0 μm to 4.5 μm, an outer peripheral surface of the cylindrical substrate, and the end surface In the first step, the plurality of cylindrical bases are arranged in adjacent cylindrical bases on the adjacent parts of the cylindrical bases in the first step. In the second step, a part of the deposited film is roughened from the outer peripheral surface of the cylindrical substrate through the chamfered surface so that the end surface is positioned. characterized Rukoto formed up, electronic A method for producing a photographic photoreceptor is provided.

本発明によれば、電子写真感光体を製造するために複数の円筒状基体を基体支持体にさせたときに、隣接する円筒状基体の端部の間には隙間が形成される。すなわち、円筒状基体の端面を粗面化した場合には、隣接する円筒状基体の端面どうしは接触するが、その接触部分においては、端面が粗面化されていることに起因して気体が流入可能な程度の微細な隙間が形成される。 According to the present invention, when a plurality of cylindrical substrates are used as a substrate support for manufacturing an electrophotographic photosensitive member, a gap is formed between the ends of adjacent cylindrical substrates. That is, when the end surfaces of the cylindrical base are roughened, the end surfaces of the adjacent cylindrical bases are in contact with each other, but the gas is generated at the contact portion because the end surfaces are roughened. A minute gap is formed so as to allow inflow.

このように、本発明では、隣接する円筒状基体の間に隙間が形成され、その隙間には円筒状基体の周りに存在する気体が流入可能となっている。そのため、円筒状基体の外表面に堆積膜を形成するときに、原料ガスの分解成分が隣接する円筒状基体の間の隙間に流入し、その分解成分ガスが隙間を規定する面に堆積する。その結果、円筒状基体には、外周面から連続して粗面化処理された端面に堆積膜が形成される。そのため、円筒状基体に堆積膜を形成しているときに、円筒状基体の端部に粉体化した堆積物が付着して微小突起となり、あるいは円筒状基体の端部において堆積膜の剥離することが抑制される。また、外周面から連続して粗面化された端面に堆積膜が形成されると、円筒状基体の端部における膜の密着性が向上する。そのため、成膜終了後において基体支持体から円筒状基体を取り外すときに、円筒状基体の端部において膜剥がれが生じることを抑制することができる。したがって、本発明では、円筒状基体に微小突起が形成されることが抑制され、円筒状基体の端部での膜剥がれや抑制されているために不良品の発生を抑制することができる。その結果、電子写真感光体を製造する際の歩留まりを向上させることができ、製造コストの低減を図ることができるようになる。 As described above, in the present invention, a gap is formed between adjacent cylindrical bases, and the gas existing around the cylindrical base can flow into the gaps. Therefore, when forming a deposited film on the outer surface of the cylindrical substrate, the decomposition component of the source gas flows into the gap between the adjacent cylindrical substrates, and the decomposition component gas is deposited on the surface defining the gap. As a result, a deposited film is formed on the end surface subjected to the roughening treatment continuously from the outer peripheral surface of the cylindrical substrate. Therefore, when the deposited film is formed on the cylindrical substrate, the pulverized deposit adheres to the end of the cylindrical substrate to form minute protrusions, or the deposited film peels off at the end of the cylindrical substrate. It is suppressed. Further, when the deposited film is formed on the end surface that is continuously roughened from the outer peripheral surface, the adhesion of the film at the end of the cylindrical substrate is improved. Therefore, when the cylindrical substrate is removed from the substrate support after completion of the film formation, it is possible to suppress film peeling at the end of the cylindrical substrate. Therefore, in the present invention, the formation of minute projections on the cylindrical substrate is suppressed, and the occurrence of defective products can be suppressed because film peeling and suppression at the end of the cylindrical substrate are suppressed. As a result, the yield when manufacturing the electrophotographic photosensitive member can be improved, and the manufacturing cost can be reduced.

以下においては、本発明について図面を参照しつつ具体的に説明する。 In the following, the present invention will be specifically described with reference to the drawings.

図１に示した電子写真感光体１は、円筒状基体１０の外周面１０Ａに、電荷注入阻止層１１Ａ、光導電層１１Ｂおよび表面層１１Ｃを順次積層形成したものである。 The electrophotographic photoreceptor 1 shown in FIG. 1 is obtained by sequentially laminating a charge injection blocking layer 11A, a photoconductive layer 11B, and a surface layer 11C on an outer peripheral surface 10A of a cylindrical substrate 10.

円筒状基体１０は、感光体の支持母体となるものであり、少なくとも表面に導電性を有するものとして形成されている。この円筒状基体１０は、たとえばアルミニウム（Ａｌ）、ステンレス（ＳＵＳ）、亜鉛（Ｚｎ）、銅（Ｃｕ）、鉄（Ｆｅ）、チタン（Ｔｉ）、ニッケル（Ｎｉ）、クロム（Ｃｒ）、タンタル（Ｔａ）、スズ（Ｓｎ）、金（Ａｕ）、銀（Ａｇ）などの金属材料、もしくは例示した金属材料を含む合金材料により、全体が導電性を有するものとして形成されている。円筒状基体１０はまた、樹脂、ガラス、セラミックなどの絶縁体の表面に例示した金属材料、あるいは酸化インジウムスズ（Indium Tin Oxide、ＩＴＯ）および二酸化スズ（ＳｎＯ_２）などの透明導電性材料による導電性膜を被着したものであってもよい。例示した材料のうち、円筒状基体１０を形成するための材料としては、Ａｌ系材料を用いるのが最も好ましく、また円筒状基体１０の全体をＡｌ系材料により形成するのが好ましい。そうすれば、電子写真感光体１を軽量かつ低コストで製造可能となり、その上、電荷注入阻止層１１Ａや光導電層１１Ｂをａ−Ｓｉ系材料により形成する場合には、それらの層と円筒状基体１０との間の密着性が高くなって信頼性を向上させることができる。 The cylindrical substrate 10 serves as a support base for the photoreceptor, and is formed to have conductivity at least on the surface. This cylindrical substrate 10 is made of, for example, aluminum (Al), stainless steel (SUS), zinc (Zn), copper (Cu), iron (Fe), titanium (Ti), nickel (Ni), chromium (Cr), tantalum ( The whole is formed of a metal material such as Ta), tin (Sn), gold (Au), silver (Ag), or an alloy material including the exemplified metal material as having conductivity. The cylindrical substrate 10 is also electrically conductive by a metal material exemplified on the surface of an insulator such as resin, glass, ceramic, or a transparent conductive material such as indium tin oxide (ITO) and tin dioxide (SnO ₂ ). It is also possible to apply a conductive film. Among the exemplified materials, as a material for forming the cylindrical substrate 10, it is most preferable to use an Al-based material, and it is preferable to form the entire cylindrical substrate 10 from an Al-based material. Then, the electrophotographic photosensitive member 1 can be manufactured at a low weight and at a low cost. In addition, when the charge injection blocking layer 11A and the photoconductive layer 11B are formed of an a-Si material, these layers and the cylinder are formed. The adhesion between the substrate 10 and the substrate 10 can be improved and the reliability can be improved.

円筒状基体１０の端部１０Ｂは、たとえば図２に示したように、面取り面１２，１３および粗面化処理された端面１９を有するものである。面取り面１２は、端面１５に連続し、かつ端面１５よりも内面側に設けられたものであり、たとえば図示しないフランジの挿入容易性を高める観点から端面１５に対する交差角度θ１が３０°以上６０°以下とされている。面取り面１３は、端面１５と外周面１０Ａとの間に形成されたものである。面取り面１３は外周面１０Ａに連続して設けられたものであり、たとえば端面１５に対する交差角度θ２が３０°以上６０°以下とされている。端面１９は、その表面粗さが、たとえば算術平均粗さＲａにおいて２．０μｍ以上４．５μｍ以下とされている。算術平均粗さＲａは、ＪＩＳＢ０６０１−１９９４に準拠して測定すればよい。なお、面取り面１２，１３は、一方または双方を省略してもよい。 The end portion 10B of the cylindrical base body 10 has chamfered surfaces 12, 13 and a roughened end surface 19 as shown in FIG. 2, for example. The chamfered surface 12 is continuous to the end surface 15 and is provided on the inner surface side of the end surface 15. For example, from the viewpoint of improving the ease of inserting a flange (not shown), the intersecting angle θ1 with respect to the end surface 15 is 30 ° or more and 60 °. It is as follows. The chamfered surface 13 is formed between the end surface 15 and the outer peripheral surface 10A. The chamfered surface 13 is provided continuously to the outer peripheral surface 10A. For example, the crossing angle θ2 with respect to the end surface 15 is 30 ° or more and 60 ° or less. The end surface 19 has a surface roughness of, for example, an arithmetic average roughness Ra of 2.0 μm or more and 4.5 μm or less. The arithmetic average roughness Ra may be measured according to JIS B 0601-1994. One or both of the chamfered surfaces 12 and 13 may be omitted.

図１に示した電荷注入阻止層１１Ａは、円筒状基体１０からのキャリア（電子）の注入を阻止するためのものであり、たとえばａ−Ｓｉ系材料により形成されている。この電荷注入阻止層１１Ａは、たとえばａ−Ｓｉに、ドーパントとして硼素（Ｂ）、窒素（Ｎ）、あるいは酸素（Ｏ）を含有させたものとして形成されており、その厚みは２μｍ以上１０μｍ以下とされている。 The charge injection blocking layer 11A shown in FIG. 1 is for blocking carrier (electron) injection from the cylindrical substrate 10, and is made of, for example, an a-Si-based material. This charge injection blocking layer 11A is formed, for example, as a dopant containing boron (B), nitrogen (N), or oxygen (O) as a dopant, and has a thickness of 2 μm or more and 10 μm or less. Has been.

光導電層１１Ｂは、レーザ光などの光照射によってキャリアを発生させるためのものであり、たとえばａ−Ｓｉ系材料、あるいはＳｅ−Ｔｅ、Ａｓ_２Ｓｅ₃などのアモルファスセレン（ａ−Ｓｅ）系材料により形成されている。ただし、電子写真特性（たとえば光導電性特性、高速応答性、繰り返し安定性、耐熱性あるいは耐久性）および表面層１１Ｃをａ−Ｓｉ系に材料により形成した場合における表面層１１Ｃとの整合性を考慮した場合には、光導電層１１Ｂは、ａ−Ｓｉ、もしくはａ−Ｓｉに炭素（Ｃ）、窒素（Ｎ）、酸素（Ｏ）などを加えたａ−Ｓｉ系材料により形成するのが好ましい。また、光導電層１１Ｂの厚みは、使用する光導電性材料および所望の電子写真特性により適宜設定すればよく、ａ−Ｓｉ系材料を用いて光導電層１１Ｂを形成する場合には、光導電層１１Ｂの厚みは、たとえば５μｍ以上１００μｍ以下、好適には１０μｍ以上８０μｍ以下とされる。 The photoconductive layer 11B is for generating carriers by light irradiation such as laser light. For example, an a-Si material or an amorphous selenium (a-Se) material such as Se-Te or As ₂ Se _{3 is} used. It is formed by. However, the electrophotographic characteristics (for example, photoconductive characteristics, high-speed response, repeat stability, heat resistance or durability) and consistency with the surface layer 11C when the surface layer 11C is formed of an a-Si material are used. In consideration, the photoconductive layer 11B is preferably formed of a-Si or an a-Si material obtained by adding carbon (C), nitrogen (N), oxygen (O), or the like to a-Si. . Further, the thickness of the photoconductive layer 11B may be appropriately set depending on the photoconductive material to be used and desired electrophotographic characteristics. When the photoconductive layer 11B is formed using an a-Si material, the photoconductive layer 11B has a photoconductive property. The thickness of the layer 11B is, for example, 5 μm to 100 μm, preferably 10 μm to 80 μm.

表面層１１Ｃは、電子写真感光体１の表面を保護するためのものであり、画像形成装置内での摺擦による削れに耐え得るように、たとえばアモルファスシリコンカーバイト（ａ−ＳｉＣ）や窒化アモルファスシリコン（ａ−ＳｉＮ）などのａ−Ｓｉ系材料、あるいはアモルファスカーボン（ａ−Ｃ）などにより形成されている。この表面層１１Ｃは、電子写真感光体１に照射されるレーザ光などの光が吸収されるのを充分に抑制すべく、照射される光に対して充分広い光学バンドギャップを有しており、また、画像形成における静電潜像を保持出来得る抵抗値（一般的には１０^１１Ω・ｃｍ以上）を有している。 The surface layer 11C is for protecting the surface of the electrophotographic photosensitive member 1, and is made of, for example, amorphous silicon carbide (a-SiC) or amorphous nitride so that it can withstand abrasion due to rubbing in the image forming apparatus. It is made of an a-Si based material such as silicon (a-SiN) or amorphous carbon (a-C). This surface layer 11C has a sufficiently wide optical band gap with respect to the irradiated light in order to sufficiently suppress the absorption of light such as laser light irradiated to the electrophotographic photosensitive member 1. In addition, it has a resistance value (generally 10 ¹¹ Ω · cm or more) that can hold an electrostatic latent image in image formation.

電子写真感光体１における電荷注入阻止層１１Ａ、光導電層１１Ｂおよび表面層１１Ｃは、たとえば図３および図４に示したプラズマＣＶＤ装置２を用いることにより形成される。 The charge injection blocking layer 11A, the photoconductive layer 11B, and the surface layer 11C in the electrophotographic photoreceptor 1 are formed by using, for example, the plasma CVD apparatus 2 shown in FIGS.

プラズマＣＶＤ装置２は、支持体３を真空反応室４に収容したものであり、回転手段５、原料ガス供給手段６および排気手段７をさらに備えている。 The plasma CVD apparatus 2 accommodates the support 3 in a vacuum reaction chamber 4 and further includes a rotating means 5, a source gas supply means 6 and an exhaust means 7.

支持体３は、円筒状基体１０を支持するためのものであるとともに、第１導体として機能するものである。この支持体３は、フランジ部３０を有する中空状に形成されているとともに、円筒状基体１０と同様な導電性材料により全体が導体として形成されている。支持体３は、２つの円筒状基体１０を支持できる長さ寸法に形成されており、導電性支柱３１に対して着脱自在とされている。そのため、支持体３では、支持した２つの円筒状基体１０の表面に直接触れることなく、真空反応室４に対して２つの円筒状基体１０の出し入れを行なうことができる。 The support 3 serves to support the cylindrical substrate 10 and functions as a first conductor. The support 3 is formed in a hollow shape having a flange portion 30 and is entirely formed of a conductive material similar to that of the cylindrical substrate 10 as a conductor. The support 3 is formed in a length that can support the two cylindrical substrates 10, and is detachable from the conductive support 31. Therefore, in the support 3, the two cylindrical substrates 10 can be taken in and out of the vacuum reaction chamber 4 without directly touching the surfaces of the two supported cylindrical substrates 10.

導電性支柱３１は、円筒状基体１０と同様な導電性材料により全体が導体として形成されており、真空反応室４（後述する円筒状電極４０）の中心において、後述するプレート４２に対して絶縁材３２を介して固定されている。導電性支柱３１には、導板３３を介して直流電源３４が接続されている。この直流電源３４は、制御部３５によってその動作が制御されている。制御部３５は、直流電源３４を制御することにより、導電性支柱３１を介して、支持体３にパルス状の直流電圧を供給させるように構成されている（図７および図８参照）。 The conductive support 31 is entirely formed of a conductive material similar to that of the cylindrical substrate 10 and is insulated from the plate 42 described later at the center of the vacuum reaction chamber 4 (cylindrical electrode 40 described later). It is fixed via a material 32. A DC power supply 34 is connected to the conductive support 31 via a conductive plate 33. The operation of the DC power supply 34 is controlled by the control unit 35. The control unit 35 is configured to supply a pulsed DC voltage to the support 3 via the conductive support 31 by controlling the DC power supply 34 (see FIGS. 7 and 8).

導電性支柱３１の内部には、セラミックパイプ３６を介してヒータ３７が収容されている。セラミックパイプ３６は、絶縁性および熱伝導性を確保するためのものである。ヒータ３７は、円筒状基体１０を加熱するためのものである。ヒータ３７としては、たとえばニクロム線やカートリッジヒーターを使用することができる。 A heater 37 is accommodated inside the conductive support 31 via a ceramic pipe 36. The ceramic pipe 36 is for ensuring insulation and thermal conductivity. The heater 37 is for heating the cylindrical substrate 10. As the heater 37, for example, a nichrome wire or a cartridge heater can be used.

ここで、支持体３の温度は、たとえば支持体３あるいは導電性支柱３１に取り付けられた熱電対（図示略）によりモニタされており、この熱電対におけるモニタ結果に基づいて、ヒータ３７をオン・オフさせることにより、円筒状基体１０の温度が目的範囲、たとえば２００℃以上４００℃以下から選択される一定の範囲に維持される。 Here, the temperature of the support 3 is monitored, for example, by a thermocouple (not shown) attached to the support 3 or the conductive support 31, and the heater 37 is turned on / off based on the monitoring result of the thermocouple. By turning off, the temperature of the cylindrical substrate 10 is maintained within a certain range selected from a target range, for example, 200 ° C. or more and 400 ° C. or less.

真空反応室４は、円筒状基体１０に対して堆積膜を形成するための空間であり、円筒状電極４０および一対のプレート４１，４２により規定されている。 The vacuum reaction chamber 4 is a space for forming a deposited film on the cylindrical substrate 10, and is defined by a cylindrical electrode 40 and a pair of plates 41 and 42.

円筒状電極４０は、第２導体として機能するものであり、支持体３の周囲を囲む円筒状に形成される。この円筒状電極４０は、円筒状基体１０と同様な導電性材料により中空に形成されており、絶縁部材４３,４４を介して一対のプレート４１，４２に接合されている。 The cylindrical electrode 40 functions as a second conductor, and is formed in a cylindrical shape surrounding the support 3. The cylindrical electrode 40 is formed of a conductive material similar to that of the cylindrical substrate 10 and is joined to a pair of plates 41 and 42 via insulating members 43 and 44.

円筒状電極４０は、支持体３に支持させた円筒状基体１０と円筒状電極４０との間の距離Ｄ４が１０ｍｍ以上１００ｍｍ以下となるような大きさに形成されている。これは、円筒状基体１０と円筒状電極４０との距離Ｄ４が１０ｍｍよりも小さい場合は真空反応室４に対する円筒状基体１０の出し入れなどにおいて作業性を充分に確保できず、また円筒状基体１０と円筒状電極４０との間で安定した放電を得ることが困難となり、逆に、円筒状基体１０と円筒状電極４０との距離Ｄ４が１００ｍｍよりも大きい場合は、プラズマＣＶＤ装置２が大きくなってしまい単位設置面積当たりの生産性が悪くなるためである。 The cylindrical electrode 40 is formed in such a size that the distance D4 between the cylindrical base 10 supported by the support 3 and the cylindrical electrode 40 is 10 mm or more and 100 mm or less. This is because when the distance D4 between the cylindrical substrate 10 and the cylindrical electrode 40 is less than 10 mm, workability cannot be sufficiently ensured when the cylindrical substrate 10 is taken in and out of the vacuum reaction chamber 4, etc. If the distance D4 between the cylindrical base 10 and the cylindrical electrode 40 is larger than 100 mm, the plasma CVD apparatus 2 becomes large. This is because productivity per unit installation area deteriorates.

円筒状電極４０は、ガス導入口４５および複数のガス吹き出し孔４６が設けられているとともに、その一端において接地されている。なお、円筒状電極４０は、必ずしも接地する必要はなく、直流電源３４とは別の基準電源に接続してもよい。円筒状電極４０を直流電源３４とは別の基準電源に接続する場合、基準電源における基準電圧は、支持体３（円筒状基体１０）に対して負のパルス状電圧（図７参照）を印加する場合には、−１５００Ｖ以上１５００Ｖ以下とされ、支持体３（円筒状基体１０）に対して正のパルス状電圧（図８参照）を印加する場合には、−１５００Ｖ以上１５００Ｖ以下とされる。 The cylindrical electrode 40 is provided with a gas inlet 45 and a plurality of gas blowing holes 46, and is grounded at one end thereof. The cylindrical electrode 40 is not necessarily grounded, and may be connected to a reference power source different from the DC power source 34. When the cylindrical electrode 40 is connected to a reference power supply different from the DC power supply 34, a negative pulsed voltage (see FIG. 7) is applied to the support 3 (cylindrical substrate 10) as the reference voltage in the reference power supply. When it does, it is set to -1500V or more and 1500V or less, and when applying a positive pulse voltage (refer FIG. 8) with respect to the support body 3 (cylindrical base | substrate 10), it is set to -1500V or more and 1500V or less. .

ガス導入口４５は、真空反応室４に供給すべき原料ガスを導入するためのものであり、原料ガス供給手段６に接続されている。 The gas inlet 45 is for introducing a raw material gas to be supplied to the vacuum reaction chamber 4, and is connected to the raw material gas supply means 6.

複数のガス吹き出し孔４６は、円筒状電極４０の内部に導入された原料ガスを円筒状基体１０に向けて吹き出すためのものであり、図の上下方向等間隔で配置されているとともに、周方向にも等間隔で配置されている。複数のガス吹き出し孔４６は、同一形状の円形に形成されており、その孔径は、たとえば０．５ｍｍ以上２．０ｍｍ以下とされている。もちろん、複数のガス吹き出し孔４６の孔径、形状および配置については、適宜変更可能である。 The plurality of gas blowing holes 46 are for blowing the source gas introduced into the cylindrical electrode 40 toward the cylindrical substrate 10 and are arranged at equal intervals in the vertical direction in the figure, and in the circumferential direction. Are arranged at equal intervals. The plurality of gas blowing holes 46 are formed in a circular shape having the same shape, and the hole diameter is, for example, not less than 0.5 mm and not more than 2.0 mm. Of course, the diameter, shape, and arrangement of the plurality of gas blowing holes 46 can be changed as appropriate.

プレート４１は、真空反応室４が開放された状態と閉塞された状態とを選択可能とするめのものであり、プレート４１を開閉することによって真空反応室４に対する支持体３の出し入れが可能とされている。プレート４１は、円筒状基体１０と同様な導電性材料により形成されているが、下面側に防着板４７が取着されている。これにより、プレート４１に対して堆積膜が形成されるのが防止されている。この防着板４７もまた、円筒状基体１０と同様な導電性材料により形成されているが、防着板４７はプレート４１に対して着脱自在とされている。そのため、防着板４７は、プレート４１から取り外すことにより洗浄が可能であり、繰り返し使用することができる。 The plate 41 is for selecting whether the vacuum reaction chamber 4 is opened or closed. By opening and closing the plate 41, the support 3 can be taken in and out of the vacuum reaction chamber 4. ing. The plate 41 is formed of the same conductive material as that of the cylindrical substrate 10, but an adhesion preventing plate 47 is attached to the lower surface side. This prevents a deposited film from being formed on the plate 41. The adhesion preventing plate 47 is also formed of the same conductive material as that of the cylindrical substrate 10, but the adhesion preventing plate 47 is detachable from the plate 41. Therefore, the deposition preventing plate 47 can be cleaned by removing it from the plate 41 and can be used repeatedly.

プレート４２は、真空反応室４のベースとなるものであり、円筒状基体１０と同様な導電性材料により形成されている。プレート４２と円筒状電極４０との間に介在する絶縁部材４４は、円筒状電極４０とプレート４２との間にアーク放電が発生するのを抑える役割を有するものである。このような絶縁部材４４は、たとえばガラス材料（ホウ珪酸ガラス、ソーダガラス、耐熱ガラスなど）、無機絶縁材料（セラミックス、石英、サファイヤなど）、あるいは合成樹脂絶縁材料（テフロン（登録商標）などのフッ素樹脂、ポリカーボネート、ポリエチレンテレフタレート、ポリエステル、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリスチレン、ポリアミド、ビニロン、エポキシ、マイラー、ＰＥＥＫ材など）により形成することができるが、絶縁性を有し、使用温度で充分な耐熱性があり、真空中でガスの放出が小さい材料であれば特に限定はない。ただし、絶縁部材４４は、成膜体の内部応力および成膜時の温度上昇に伴って生じるバイメタル効果に起因する応力により反りが発生して使用できなくなるのを防止するために、一定以上の厚みを有するものとして形成されている。たとえば、絶縁部材４４をテフロン（登録商標）のような熱膨張率３×１０^−５／Ｋ以上１０×１０^５／Ｋ以下の材料により形成する場合には、絶縁部材４４の厚みは１０ｍｍ以上に設定される。このような範囲に絶縁部材４４の厚みを設定した場合には、絶縁部材４４と円筒状基体１０に成膜される１０μｍ以上３０μｍ以下のａ−Ｓｉ膜との界面に発生する応力に起因するそり量が、水平方向（円筒状基体１０の軸方向に略直交する半径方向）の長さ２００ｍｍに対して、水平方向における端部と中央部との軸方向における高さの差で１ｍｍ以下とすることができ、絶縁部材４４を繰り返し使用することが可能となる。 The plate 42 serves as a base of the vacuum reaction chamber 4 and is formed of the same conductive material as that of the cylindrical substrate 10. The insulating member 44 interposed between the plate 42 and the cylindrical electrode 40 has a role of suppressing occurrence of arc discharge between the cylindrical electrode 40 and the plate 42. Such an insulating member 44 is made of, for example, a glass material (borosilicate glass, soda glass, heat resistant glass, etc.), an inorganic insulating material (ceramics, quartz, sapphire, etc.), or a synthetic resin insulating material (fluorine such as Teflon (registered trademark)). Resin, polycarbonate, polyethylene terephthalate, polyester, polyethylene, polypropylene, polystyrene, polyamide, vinylon, epoxy, mylar, PEEK material, etc.), but has insulating properties and sufficient heat resistance at the operating temperature There is no particular limitation as long as the material emits a small amount of gas in a vacuum. However, the insulating member 44 has a thickness of a certain level or more in order to prevent warpage from occurring due to stress caused by the internal stress of the film formation body and the bimetal effect caused by the temperature rise during film formation. It is formed as having. For example, when the insulating member 44 is formed of a material having a thermal expansion coefficient of 3 × 10 ⁻⁵ / K or more and 10 × 10 ⁵ / K or less, such as Teflon (registered trademark), the thickness of the insulating member 44 is 10 mm or more. Is set. When the thickness of the insulating member 44 is set in such a range, warpage caused by stress generated at the interface between the insulating member 44 and the a-Si film of 10 μm or more and 30 μm or less formed on the cylindrical substrate 10. The amount is set to 1 mm or less as a difference in height in the axial direction between the end portion and the central portion in the horizontal direction with respect to a length of 200 mm in the horizontal direction (radial direction substantially orthogonal to the axial direction of the cylindrical substrate 10). Therefore, the insulating member 44 can be used repeatedly.

プレート４２および絶縁部材４４には、ガス排出口４２Ａ，４４Ａおよび圧力計４９が設けられている。排気口４２Ａ，４４Ａは、真空反応室４の内部の気体を排出するためのものであり、排気手段７に接続されている、圧力計４９は、真空反応室４の圧力をモニタリングするためのものであり、公知の種々のものを使用することができる。 The plate 42 and the insulating member 44 are provided with gas discharge ports 42A and 44A and a pressure gauge 49. The exhaust ports 42A and 44A are for exhausting the gas inside the vacuum reaction chamber 4, and the pressure gauge 49 connected to the exhaust means 7 is for monitoring the pressure in the vacuum reaction chamber 4. Various known ones can be used.

図３に示したように、回転手段５は、支持体３を回転させるためのものであり、回転モータ５０および回転力伝達機構５１を有している。回転手段５により支持体３を回転させて成膜を行なった場合には、支持体３とともに円筒状基体１０が回転させられるために、円筒状基体１０の外周に対して均等に原料ガスの分解成分を堆積させることが可能となる。 As shown in FIG. 3, the rotating means 5 is for rotating the support 3, and includes a rotation motor 50 and a rotational force transmission mechanism 51. When film formation is performed by rotating the support 3 by the rotating means 5, the cylindrical base 10 is rotated together with the support 3, so that the source gas is decomposed evenly with respect to the outer periphery of the cylindrical base 10. It becomes possible to deposit components.

回転モータ５０は、円筒状基体１０に回転力を付与するものである。この回転モータ５０は、たとえば円筒状基体１０を１ｒｐｍ以上１０ｒｐｍ以下で回転させるように動作制御される。回転モータ５０としては、公知の種々のものを使用することができる。 The rotation motor 50 applies a rotational force to the cylindrical base 10. The operation of the rotary motor 50 is controlled so as to rotate the cylindrical substrate 10 at 1 rpm or more and 10 rpm or less, for example. Various known motors can be used as the rotary motor 50.

回転力伝達機構５１は、回転モータ５０からの回転力を円筒状基体１０に伝達・入力するためのものであり、回転導入端子５２、絶縁軸部材５３および絶縁平板５４を有している。 The rotational force transmission mechanism 51 is for transmitting and inputting the rotational force from the rotary motor 50 to the cylindrical base 10, and includes a rotation introduction terminal 52, an insulating shaft member 53, and an insulating flat plate 54.

回転導入端子５２は、真空反応室４内の真空を保ちながら回転力を伝達するためのものである。このような回転導入端子５２としては、回転軸を二重もしくは三重構造としてオイルシールやメカニカルシール等の真空シール手段を用いることができる。 The rotation introduction terminal 52 is for transmitting a rotational force while maintaining the vacuum in the vacuum reaction chamber 4. As such a rotation introduction terminal 52, vacuum seal means such as an oil seal or a mechanical seal can be used with a rotary shaft having a double or triple structure.

絶縁軸部材５３は、支持体３とプレート４１との間の絶縁状態を維持しつつ、回転モータ５０からの回転力を支持体３に入力するためのものであり、たとえば絶縁部材４４などの同様な絶縁材料により形成されている。ここで、絶縁軸部材５３の外径は、成膜時において、支持体３の外径（後述する上ダミー基体３８Ｂの内径）よりも小さくなるように設定されている。より具体的には、成膜時における円筒状基体１０の温度が２００℃以上４００℃以下に設定される場合、絶縁軸部材５３の外径は、支持体３の外径（後述する上ダミー基体３８Ｂの内径）よりも０．１ｍｍ以上５ｍｍ以下、好適には３ｍｍ程度大きくなるように設定される。この条件を満たすために、非成膜時（常温環境下（たとえば１０℃以上４０℃以下））においては、絶縁軸部材５３の外径と支持体３の外径（後述する上ダミー基体３８Ｂの内径）との差は、０．６ｍｍ以上５．５ｍｍ以下に設定される。 The insulating shaft member 53 is for inputting the rotational force from the rotary motor 50 to the support body 3 while maintaining the insulation state between the support body 3 and the plate 41. It is made of an insulating material. Here, the outer diameter of the insulating shaft member 53 is set to be smaller than the outer diameter of the support 3 (the inner diameter of the upper dummy base 38B described later) during film formation. More specifically, when the temperature of the cylindrical substrate 10 during film formation is set to 200 ° C. or more and 400 ° C. or less, the outer diameter of the insulating shaft member 53 is the outer diameter of the support 3 (the upper dummy substrate described later). The inner diameter of 38B is set to be 0.1 mm or more and 5 mm or less, preferably about 3 mm. In order to satisfy this condition, the outer diameter of the insulating shaft member 53 and the outer diameter of the support 3 (the upper dummy substrate 38B to be described later) in non-film formation (in a room temperature environment (for example, 10 ° C. to 40 ° C.)). The difference from the inner diameter is set to 0.6 mm or more and 5.5 mm or less.

絶縁平板５４は、プレート４１を取り外しするときに上方から落下するゴミや粉塵などの異物が円筒状基体１０へ付着するのを防止するためのものであり、上ダミー基体３８Ｂの内径より大きな外径を有する円板状に形成されている。絶縁平板５４の直径は、円筒状基体１０の直径の１．５倍以上３．０倍以下とされ、たとえば円筒状基体１０として直径が３０ｍｍのものを用いる場合には、絶縁平板５４の直径は５０ｍｍ程度とされる。 The insulating flat plate 54 is for preventing foreign matter such as dust and dust falling from above when the plate 41 is removed from adhering to the cylindrical base 10, and has an outer diameter larger than the inner diameter of the upper dummy base 38B. It is formed in the disk shape which has. The diameter of the insulating flat plate 54 is 1.5 to 3.0 times the diameter of the cylindrical substrate 10. For example, when a cylindrical substrate 10 having a diameter of 30 mm is used, the insulating flat plate 54 has a diameter of It is about 50 mm.

このような絶縁平板５４を設けた場合には、円筒状基体１０に付着した異物に起因する異常放電を抑制することができるため、成膜欠陥の発生を抑制することができる。これにより、電子写真感光体１を形成する際の歩留まりを向上させ、また電子写真感光体１を用いて画像形成する場合における画像不良の発生を抑制することができる。 When such an insulating flat plate 54 is provided, it is possible to suppress abnormal discharge caused by foreign matter attached to the cylindrical substrate 10, and thus it is possible to suppress the occurrence of film formation defects. Thereby, the yield at the time of forming the electrophotographic photosensitive member 1 can be improved, and the occurrence of image defects when the image is formed using the electrophotographic photosensitive member 1 can be suppressed.

図３に示したように、原料ガス供給手段６は、複数の原料ガスタンク６０，６１，６２，６３、複数の配管６０Ａ，６１Ａ，６２Ａ，６３Ａ、バルブ６０Ｂ，６１Ｂ，６２Ｂ，６３Ｂ，６０Ｃ，６１Ｃ，６２Ｃ，６３Ｃ、および複数のマスフローコントローラ６０Ｄ，６１Ｄ，６２Ｄ，６３Ｄを備えたものであり、配管６４およびガス導入口４５を介して円筒状電極４０に接続されている。各原料ガスタンク６０〜６３は、たとえばＢ_２Ｈ_６、Ｈ_２（またはＨｅ）、ＣＨ₄あるいはＳｉＨ₄が充填されたものである。バルブ６０Ｂ〜６３Ｂ，６０Ｃ〜６３Ｃおよびマスフローコントローラ６０Ｄ〜６３Ｄは、真空反応室４に導入する各原料ガス成分の流量、組成およびガス圧を調整するためのものである。もちろん、原料ガス供給手段６においては、各原料ガスタンク６０〜６３に充填すべきガスの種類、あるいは複数の原料タンク６０〜６３の数は、円筒状基体１０に形成すべき膜の種類あるいは組成に応じて適宜選択すればよい。 As shown in FIG. 3, the source gas supply means 6 includes a plurality of source gas tanks 60, 61, 62, 63, a plurality of pipes 60A, 61A, 62A, 63A, valves 60B, 61B, 62B, 63B, 60C, 61C. , 62C, 63C, and a plurality of mass flow controllers 60D, 61D, 62D, 63D, which are connected to the cylindrical electrode 40 via a pipe 64 and a gas inlet 45. Each of the source gas tanks 60 to 63 is filled with, for example, B ₂ H ₆ , H ₂ (or He), CH _4, or SiH ₄ . The valves 60 B to 63 B, 60 C to 63 C and the mass flow controllers 60 D to 63 D are for adjusting the flow rate, composition, and gas pressure of each raw material gas component introduced into the vacuum reaction chamber 4. Of course, in the source gas supply means 6, the type of gas to be filled in each source gas tank 60-63 or the number of source tanks 60-63 depends on the type or composition of the film to be formed on the cylindrical substrate 10. What is necessary is just to select suitably according to.

排気手段７は、真空反応室４のガスをガス排出口４２Ａ，４４Ａを介して外部に排出するためのものであり、メカニカルブースタポンプ７１およびロータリーポンプ７２を備えている。これらのポンプ７１，７２は、圧力計４９でのモニタリング結果により動作制御されるものである。すなわち、排気手段７では、圧力計４９でのモニタリング結果に基づいて、真空反応室４を真空に維持できるとともに、真空反応室４のガス圧を目的値に設定することができる。真空反応室４の圧力は、たとえば１．０Ｐａ以上１００Ｐａ以下とされる。 The exhaust means 7 is for exhausting the gas in the vacuum reaction chamber 4 to the outside through the gas exhaust ports 42 A and 44 A, and includes a mechanical booster pump 71 and a rotary pump 72. These pumps 71 and 72 are controlled by the monitoring result of the pressure gauge 49. That is, the exhaust means 7 can maintain the vacuum reaction chamber 4 in a vacuum based on the monitoring result of the pressure gauge 49, and can set the gas pressure in the vacuum reaction chamber 4 to a target value. The pressure in the vacuum reaction chamber 4 is, for example, 1.0 Pa or more and 100 Pa or less.

次に、プラズマＣＶＤ装置２を用いた堆積膜の形成方法について、円筒状基体１０にａ−Ｓｉ膜が形成された電子写真感光体１（図１参照）を作製する場合を例にとって説明する。 Next, a method for forming a deposited film using the plasma CVD apparatus 2 will be described taking as an example the case where the electrophotographic photosensitive member 1 (see FIG. 1) in which an a-Si film is formed on the cylindrical substrate 10 is manufactured.

まず、円筒状基体１０に堆積膜（ａ−Ｓｉ膜）を形成にあたっては、プラズマＣＶＤ装置２のプレート４１を取り外した上で、複数の円筒状基体１０（図面上は２つ）を支持させた支持体３を、真空反応室４の内部にセットし、再びプレート４１を取り付ける。 First, in forming a deposited film (a-Si film) on the cylindrical substrate 10, the plurality of cylindrical substrates 10 (two in the drawing) are supported after the plate 41 of the plasma CVD apparatus 2 is removed. The support 3 is set inside the vacuum reaction chamber 4 and the plate 41 is attached again.

支持体３に対する２つの円筒状基体１０の支持に当たっては、支持体３の主要部を外套した状態で、フランジ部３０上に、下ダミー基体３８Ａ、円筒状基体１０、円筒状基体１０、および上ダミー基体３８Ｂが順次積み上げられる。 In supporting the two cylindrical bases 10 with respect to the support 3, the lower dummy base 38 A, the cylindrical base 10, the cylindrical base 10, and the upper are placed on the flange portion 30 with the main part of the support 3 covered. The dummy base bodies 38B are sequentially stacked.

各ダミー基体３８Ａ，３８Ｂとしては、製品の用途に応じて、導電性または絶縁性基体の表面に導電処理を施したものが選択されるが、通常は、円筒状基体１０と同様な材料により円筒状に形成されたものが使用される。 As each of the dummy bases 38A and 38B, a conductive or insulating base whose surface has been subjected to a conductive treatment is selected according to the use of the product. Usually, a cylinder made of the same material as the cylindrical base 10 is used. What was formed in the shape is used.

ここで、下ダミー基体３８Ａは、円筒状基体１０の高さ位置を調整するためのものである。上ダミー基体３８Ｂは、支持体３に堆積膜が形成されるのを防止し、成膜中に一旦被着した成膜体の剥離に起因する成膜不良の発生を抑制するためのものである。上ダミー基体３８Ｂは、一部が支持体３の上方に突出した状態とされる。 Here, the lower dummy base 38 A is for adjusting the height position of the cylindrical base 10. The upper dummy substrate 38B is for preventing the deposition film from being formed on the support 3 and suppressing the occurrence of film formation defects due to the peeling of the film formation body once deposited during film formation. . A part of the upper dummy base 38 B protrudes above the support 3.

一方、円筒状基体１０としては、たとえば端部１５の形状が図２に示したものが使用される。そのため、上ダミー基体３８Ｂと下ダミー基板３８Ａとの間に２つの円筒状基体１０を隣接させて配置させた場合には、それらの円筒状基体１０の端部１０Ｂの間には隙間が形成される。すなわち、図２に示したような円筒状基体１０の端面１９を粗面化した円筒状基体１０を用いた場合には、図６（ａ）に示したように隣接する円筒状基体１０の端面１９どうしが接触するが、その接触部分においては、それぞれの円筒状基体１０の端面１９が粗面化されていることに起因して気体が流入可能な程度の微細な隙間が形成される。このような隙間は、図６（ｂ）に示したように、隣接する円筒状基体１０が位置ズレすることなく隣接する場合であっても、図６（ｃ）に示したように隣接する円筒状基体１０が位置ズレして隣接する場合であっても、端面１９の間に気体が流入可能な程度のものとして形成される。 On the other hand, as the cylindrical substrate 10, for example, the end 15 having the shape shown in FIG. 2 is used. Therefore, when two cylindrical substrates 10 are arranged adjacent to each other between the upper dummy substrate 38B and the lower dummy substrate 38A, a gap is formed between the end portions 10B of the cylindrical substrates 10. The That is, when the cylindrical substrate 10 having the roughened end surface 19 of the cylindrical substrate 10 as shown in FIG. 2 is used, the end surfaces of the adjacent cylindrical substrates 10 as shown in FIG. 19 are in contact with each other, but at the contact portion, a minute gap is formed to allow gas to flow in due to the roughened end surface 19 of each cylindrical substrate 10. Such a gap, as shown in FIG. 6 (b), is a case where the adjacent cylindrical bases 10 are adjacent to each other without being displaced, as shown in FIG. 6 (c). Even when the substrate 10 is displaced and adjacent to each other, it is formed so as to allow gas to flow between the end faces 19.

次いで、真空反応室４の密閉状態とし、回転手段５により支持体３を介して円筒状基体１０を回転させるとともに、円筒状基体１０を加熱し、排気手段７により真空反応室４を減圧する。 Next, the vacuum reaction chamber 4 is sealed, the cylindrical substrate 10 is rotated via the support 3 by the rotating means 5, the cylindrical substrate 10 is heated, and the vacuum reaction chamber 4 is decompressed by the exhaust means 7.

円筒状基体１０の加熱は、たとえばヒータ３７に対して外部から電力を供給してヒータ３７を発熱させることにより行なわれる。このようなヒータ３７の発熱により、円筒状基体１０が目的とする温度に昇温される。円筒状基体１０の温度は、その表面に形成すべき膜の種類および組成によって選択されるが、たとえばａ−Ｓｉ膜を形成する場合には２５０℃以上３００℃以下の範囲に設定され、ヒータ３７のオン・オフすることにより略一定に維持される。 The cylindrical substrate 10 is heated, for example, by supplying electric power to the heater 37 from the outside to cause the heater 37 to generate heat. Due to the heat generated by the heater 37, the cylindrical substrate 10 is heated to a target temperature. The temperature of the cylindrical substrate 10 is selected depending on the type and composition of the film to be formed on the surface thereof. For example, when forming an a-Si film, the temperature is set in the range of 250 ° C. or more and 300 ° C. or less, and the heater 37 It is kept substantially constant by turning on / off.

一方、真空反応室４の減圧は、排気手段７によってガス排出口４２Ａ，４４Ａを介して真空反応室４からガスを排出させることにより行なわれる。真空反応室４の減圧の程度は、圧力計４９（図３参照）での真空反応室４の圧力をモニタリングしつつ、メカニカルブースタポンプ７１（図３参照）およびロータリーポンプ７２（図３参照）の動作を制御することにより、たとえば１０^−３Ｐａ程度とされる。 On the other hand, the vacuum reaction chamber 4 is depressurized by exhausting the gas from the vacuum reaction chamber 4 through the gas discharge ports 42A and 44A by the exhaust means 7. The degree of pressure reduction in the vacuum reaction chamber 4 is determined by monitoring the pressure in the vacuum reaction chamber 4 with a pressure gauge 49 (see FIG. 3), while the mechanical booster pump 71 (see FIG. 3) and the rotary pump 72 (see FIG. 3). By controlling the operation, for example, about 10 ⁻³ Pa is set.

次いで、円筒状基体１０の温度が所望温度となり、真空反応室４の圧力が所望圧力となった場合には、原料ガス供給手段６により真空反応室４に原料ガスを供給するとともに、円筒状電極４０と支持体３との間にパルス状の直流電圧を印加する。これにより、円筒状電極４０と支持体３（円筒状基体１０）との間にグロー放電が起こり、原料ガス成分が分解され、原料ガスの分解成分が円筒状基体１０の表面に堆積される。 Next, when the temperature of the cylindrical substrate 10 reaches the desired temperature and the pressure in the vacuum reaction chamber 4 reaches the desired pressure, the source gas is supplied to the vacuum reaction chamber 4 by the source gas supply means 6 and the cylindrical electrode A pulsed DC voltage is applied between 40 and the support 3. As a result, glow discharge occurs between the cylindrical electrode 40 and the support 3 (cylindrical substrate 10), the source gas component is decomposed, and the decomposed component of the source gas is deposited on the surface of the cylindrical substrate 10.

一方、排気手段７においては、圧力計４９をモニタリングしつつ、メカニカルブースタポンプ７１およびロータリーポンプ７２の動作を制御することにより、真空反応室４におけるガス圧を目的範囲に維持する。すなわち、真空反応室４の内部は、原料ガス供給手段６におけるマスフローコントローラ６０Ｄ〜６３Ｄと排気手段７におけるポンプ７１，７２によって安定したガス圧に維持される。真空反応室４におけるガス圧は、たとえば１．０Ｐａ以上１００Ｐａ以下とされる。 On the other hand, in the exhaust means 7, the gas pressure in the vacuum reaction chamber 4 is maintained within the target range by controlling the operations of the mechanical booster pump 71 and the rotary pump 72 while monitoring the pressure gauge 49. That is, the inside of the vacuum reaction chamber 4 is maintained at a stable gas pressure by the mass flow controllers 60 D to 63 D in the source gas supply unit 6 and the pumps 71 and 72 in the exhaust unit 7. The gas pressure in the vacuum reaction chamber 4 is, for example, 1.0 Pa or more and 100 Pa or less.

真空反応室４への原料ガスの供給は、バルブ６０Ｂ〜６３Ｂ，６０Ｃ〜６３Ｃの開閉状態を適宜制御しつつ、マスフローコントローラ６０Ｄ〜６３Ｄを制御することにより、原料ガスタンク６０〜６３の原料ガスを、所望の組成および流量で、配管６０Ａ〜６３Ａ，６４およびガス導入口４５を介して円筒状電極４０の内部に導入することにより行なわれる。円筒状電極４０の内部に導入された原料ガスは、複数のガス吹き出し孔４６を介して円筒状基体１０に向けて吹き出される。そして、バルブ６０Ｂ〜６３Ｂ，６０Ｃ〜６３Ｃおよびマスフローコントローラ６０Ｄ〜６３Ｄによって原料ガスの組成を適宜切り替えることにより、円筒状基体１０の外周面１０Ａには、電荷注入阻止層１１Ａ、光導電層１１Ｂおよび表面保護層１１Ｃが順次積層形成される。 The supply of the raw material gas to the vacuum reaction chamber 4 is performed by controlling the mass flow controllers 60D to 63D while appropriately controlling the open / closed states of the valves 60B to 63B and 60C to 63C. Introducing into the cylindrical electrode 40 through the pipes 60 A to 63 A and 64 and the gas introduction port 45 at a desired composition and flow rate. The source gas introduced into the cylindrical electrode 40 is blown out toward the cylindrical substrate 10 through a plurality of gas blowing holes 46. Then, by appropriately switching the composition of the source gas by the valves 60B to 63B, 60C to 63C and the mass flow controllers 60D to 63D, the charge injection blocking layer 11A, the photoconductive layer 11B, and the surface are formed on the outer peripheral surface 10A of the cylindrical base 10. The protective layers 11C are sequentially stacked.

円筒状電極４０と支持体３との間へのパルス状の直流電圧を印加は、制御部３５によって直流電源３４を制御することにより行なわれる。 The application of a pulsed DC voltage between the cylindrical electrode 40 and the support 3 is performed by controlling the DC power supply 34 by the control unit 35.

一般に、１３．５６ＭＨｚのＲＦ帯域以上の高周波電力を使用した場合、空間で生成されたイオン種が電界によって加速され、正・負の極性に応じた方向に引き寄せられることになるが、高周波交流により電界が連続して反転することから、前記イオン種が円筒状基体１０あるいは放電電極に到達するより前に、空間中で再結合を繰り返し、再度ガスまたはポリシリコン粉体などのシリコン化合物となって排気される。 In general, when high-frequency power over the 13.56 MHz RF band is used, ion species generated in the space are accelerated by the electric field and attracted in the direction according to the positive / negative polarity. Since the electric field is continuously reversed, before the ionic species reach the cylindrical substrate 10 or the discharge electrode, recombination is repeated in the space to become a silicon compound such as gas or polysilicon powder again. Exhausted.

これに対して、円筒状基体１０側が正負いずれかの極性になるようなパルス状の直流電圧を印加してカチオンを加速させて円筒状基体１０に衝突させ、その衝撃によって表面の微細な凹凸をスパッタリングしながらａ−Ｓｉの成膜を行った場合には、極めて凹凸の少ない表面をもったａ−Ｓｉが得られる。本発明者らはこの現象を“イオンスパッタリング効果”と名付けた。 On the other hand, a pulsating DC voltage is applied so that the cylindrical substrate 10 has a positive or negative polarity to accelerate the cations to collide with the cylindrical substrate 10, and the impact causes fine irregularities on the surface. When the a-Si film is formed while sputtering, a-Si having a surface with very little unevenness can be obtained. The inventors named this phenomenon the “ion sputtering effect”.

このようなプラズマＣＶＤ法において、効率よくイオンスパッタリング効果を得るには、極性の連続的な反転を避けるような電力を印加することが必要であり、前記パルス状の矩形波の他には、三角波、直流電力、直流電圧が有用である。また、全ての電圧が正負いずれかの極性になるように調整された交流電力等でも同様の効果が得られる。印加電圧の極性は、原料ガスの種類によってイオン種の密度や堆積種の極性などから決まる成膜速度などを考慮して自由に調整できる。 In such a plasma CVD method, in order to obtain an ion sputtering effect efficiently, it is necessary to apply power that avoids continuous reversal of polarity. In addition to the pulse-shaped rectangular wave, a triangular wave DC power and DC voltage are useful. The same effect can be obtained with AC power adjusted so that all voltages have either positive or negative polarity. The polarity of the applied voltage can be freely adjusted in consideration of the film forming speed determined by the density of the ion species and the polarity of the deposited species depending on the kind of the source gas.

ここで、パルス状電圧により効率よくイオンスパッタリング効果を得るには、支持体３（円筒状基体１０）と円筒状電極４０との間の電位差は、たとえば５０Ｖ以上３０００Ｖ以下の範囲内とされ、成膜レートを考慮した場合、好ましくは５００Ｖ以上３０００Ｖ以下の範囲内とされる。 Here, in order to efficiently obtain the ion sputtering effect by the pulse voltage, the potential difference between the support 3 (cylindrical substrate 10) and the cylindrical electrode 40 is, for example, in the range of 50 V or more and 3000 V or less. In consideration of the film rate, it is preferably in the range of 500V to 3000V.

より具体的には、制御部３５は、円筒状電極４０が接地されている場合には、支持体３（導電性支柱３１）に対して、−３０００Ｖ以上−５０Ｖ以下の範囲内の負のパルス状直流電位Ｖ１を供給し（図７参照）、あるいは５０Ｖ以上３０００Ｖ以下の範囲内の正のパルス状直流電位Ｖ１を供給する（図８参照）。 More specifically, when the cylindrical electrode 40 is grounded, the control unit 35 controls the negative pulse within the range of −3000V to −50V with respect to the support 3 (conductive column 31). The direct current DC potential V1 is supplied (see FIG. 7) or the positive pulse direct current potential V1 within the range of 50V to 3000V is supplied (see FIG. 8).

一方、円筒状電極４０が基準電極（図示略）に接続されている場合には、支持体３（導電性支柱３１）に対して供給するパルス状直流電位Ｖ１は、目的とする電位差ΔＶから基準電源により供給される電位Ｖ２を差分した値（ΔＶ−Ｖ２）とされる。基準電源により供給する電位Ｖ２は、支持体３（円筒状基体１０）に対して負のパルス状電圧（図７参照）を印加する場合には、−１５００Ｖ以上１５００Ｖ以下とされ、支持体３（円筒状基体１０）に対して正のパルス状電圧（図８参照）を印加する場合には、−１５００Ｖ以上１５００Ｖ以下とされる。 On the other hand, when the cylindrical electrode 40 is connected to a reference electrode (not shown), the pulsed DC potential V1 supplied to the support 3 (conductive column 31) is determined based on the target potential difference ΔV. A value obtained by subtracting the potential V2 supplied by the power source (ΔV−V2) is obtained. The potential V2 supplied from the reference power source is set to −1500 V or more and 1500 V or less when a negative pulse voltage (see FIG. 7) is applied to the support 3 (cylindrical substrate 10). When a positive pulse voltage (see FIG. 8) is applied to the cylindrical substrate 10), it is set to -1500V or more and 1500V or less.

制御部３５はまた、直流電圧の周波数（１／Ｔ（ｓｅｃ））が３００ｋＨｚ以下に、ｄｕｔｙ比（Ｔ１／Ｔ）が２０％以上９０％以下となるように直流電源３４を制御する。 The control unit 35 also controls the DC power supply 34 so that the frequency (1 / T (sec)) of the DC voltage is 300 kHz or less and the duty ratio (T1 / T) is 20% or more and 90% or less.

なお、本発明におけるｄｕｔｙ比とは、図７および図８に示したようにパルス状の直流電圧の１周期（Ｔ）（円筒状基体１０と円筒状電極４０との間に電位差が生じた瞬間から、次に電位差が生じた瞬間までの時間）における電位差発生Ｔ１が占める時間割合と定義される。たとえば、ｄｕｔｙ比２０％とは、パルス状の電圧を印加する際の、１周期に占める電位差発生（ＯＮ）時間が１周期全体の２０％であることを言う。 The duty ratio in the present invention is one cycle (T) of a pulsed DC voltage (the moment when a potential difference occurs between the cylindrical substrate 10 and the cylindrical electrode 40 as shown in FIGS. 7 and 8). To the time until the next moment when the potential difference occurs). For example, a duty ratio of 20% means that the potential difference occurrence (ON) time in one cycle when applying a pulsed voltage is 20% of the entire cycle.

このイオンスパッタリング効果を利用して得られたａ−Ｓｉの光導電層１１Ｂは、その厚みが１０μｍ以上となっても、表面の微細凹凸が小さく平滑性がほとんど損なわれない。そのため、光導電層１１Ｂ上に表面層１１Ｃであるａ−ＳｉＣを１μｍ程度積層した場合の表面層１１Ｃの表面形状は、光導電層１１Ｂの表面形状を反映した滑らかな面とすることが可能となる。その一方で、表面層１１Ｃを積層する場合においても、イオンスパッタリグ効果を利用することにより、表面層１１Ｃを微細凹凸が小さい平滑な膜として形成することができる。 Even if the a-Si photoconductive layer 11B obtained by utilizing this ion sputtering effect has a thickness of 10 μm or more, the fine irregularities on the surface are small and the smoothness is hardly impaired. Therefore, the surface shape of the surface layer 11C when a-SiC, which is the surface layer 11C, is stacked on the photoconductive layer 11B by about 1 μm can be a smooth surface reflecting the surface shape of the photoconductive layer 11B. Become. On the other hand, even when the surface layer 11C is laminated, the surface layer 11C can be formed as a smooth film with small fine irregularities by utilizing the ion sputtering effect.

ここで、電荷注入阻止層１１Ａ、光導電層１１Ｂおよび表面層１１Ｃの形成に当たっては、原料ガス供給手段６におけるマスフローコントローラ６０Ｄ〜６３Ｄおよびバルブ６０Ｂ〜６３Ｂ，６０Ｃ〜６３Ｃを制御し、目的とする組成の原料ガスが真空反応室４に供給されるのは上述の通りである。 Here, in forming the charge injection blocking layer 11A, the photoconductive layer 11B, and the surface layer 11C, the mass flow controllers 60D to 63D and the valves 60B to 63B and 60C to 63C in the raw material gas supply means 6 are controlled to have a target composition. The source gas is supplied to the vacuum reaction chamber 4 as described above.

たとえば、電荷注入阻止層１１Ａをａ−Ｓｉ系の堆積膜として形成する場合には、原料ガスとして、ＳｉＨ_４（シランガス）などのＳｉ含有ガス、Ｂ_２Ｈ_６などのドーパント含有ガス、および水素（Ｈ_２）やヘリウム（Ｈｅ）などの希釈ガスの混合ガスが用いられる。ドーパント含有ガスとしては、ホウ素（Ｂ）含有ガスの他に、窒素（Ｎ）あるいは酸素（Ｏ）含有ガスを用いることもできる。 For example, when the charge injection blocking layer 11A is formed as an a-Si-based deposited film, the raw material gas includes a Si-containing gas such as SiH ₄ (silane gas), a dopant-containing gas such as B ₂ H ₆ , and hydrogen ( A mixed gas of diluent gas such as H ₂ ) or helium (He) is used. As the dopant-containing gas, in addition to the boron (B) -containing gas, a nitrogen (N) or oxygen (O) -containing gas can also be used.

光導電層１１Ｂをａ−Ｓｉ系の堆積膜として形成する場合には、原料ガスとして、ＳｉＨ₄（シランガス）などのＳｉ含有ガスおよび水素（Ｈ_２）やヘリウム（Ｈｅ）などの希釈ガスの混合ガスが用いられる。光導電層１１Ｂにおいては、ダングリングボンド終端用に水素（Ｈ）やハロゲン元素（Ｆ、Ｃｌ）を膜中に１原子％以上４０原子％以下含有させるように、希釈ガスとして水素ガスを用い、あるいは原料ガス中にハロゲン化合物を含ませておいてもよい。また、原料ガスには、暗導電率や光導電率などの電気的特性及び光学的バンドギャップなどについて所望の特性を得るために、周期律表第１３族元素（以下「第１３族元素」と略す）や周期律表第１５族元素（以下「第１５族元素」と略す）を含有させてもよく、上記諸特性を調整するために炭素（Ｃ）、酸素（Ｏ）などの元素を含有させてもよい。 When the photoconductive layer 11B is formed as an a-Si-based deposited film, a mixture of Si-containing gas such as SiH ₄ (silane gas) and dilution gas such as hydrogen (H ₂ ) and helium (He) is used as a source gas. Gas is used. In the photoconductive layer 11B, hydrogen gas is used as a dilution gas so that hydrogen (H) and halogen elements (F, Cl) are contained in the film for 1 to 40 atom% for dangling bond termination, Alternatively, a halogen compound may be included in the source gas. In addition, the source gas includes a periodic group 13 element (hereinafter referred to as “Group 13 element”) in order to obtain desired characteristics such as electrical characteristics such as dark conductivity and photoconductivity and optical band gap. Or a group 15 element of the periodic table (hereinafter abbreviated as “Group 15 element”), and elements such as carbon (C) and oxygen (O) are included to adjust the above characteristics. You may let them.

第１３族元素および第１５族元素としては、それぞれホウ素（Ｂ）およびリン（Ｐ）が共有結合性に優れて半導体特性を敏感に変え得る点、および優れた光感度が得られるという点で望ましい。電荷注入阻止層１１Ａに対して第１３族元素および第１５族元素を炭素（Ｃ）、酸素（Ｏ）などの元素とともに含有させる場合には、第１３族元素の含有量は０．１ｐｐｍ以上２００００ｐｐｍ以下、第１５族元素の含有量は０．１ｐｐｍ以上１００００ｐｐｍ以下となるように調整される。また、光導電層１１Ｂに対して第１３族元素および第１５族元素を炭素（Ｃ）、酸素（Ｏ）等の元素とともに含有させる場合、あるいは、電荷注入阻止層１１Ａおよび光導電層１１Ｂに対して炭素（Ｃ）、酸素（Ｏ）等の元素を含有させない場合には、第１３族元素は０．０１ｐｐｍ以上２００ｐｐｍ以下、第１５族元素は０．０１ｐｐｍ以上１００ｐｐｍ以下となるように調整される。なお、原料ガスにおける第１３属元素あるいは第１５属元素の含有量を経時的に変化させることにより、これらの元素の濃度について層厚方向にわたって勾配を設けるようにしてもよい。この場合には、光導電層１１Ｂにおける第１３族元素および第１５族元素の含有量は、光導電層１１Ｂの全体における平均含有量が上記範囲内であればよい。 The group 13 element and the group 15 element are desirable in that boron (B) and phosphorus (P) are excellent in covalent bonding and can change the semiconductor characteristics sensitively, and that excellent photosensitivity can be obtained. . When the Group 13 element and the Group 15 element are contained together with elements such as carbon (C) and oxygen (O) in the charge injection blocking layer 11A, the content of the Group 13 element is 0.1 ppm or more and 20000 ppm. Hereinafter, the content of the Group 15 element is adjusted to be 0.1 ppm or more and 10,000 ppm or less. Further, in the case where a group 13 element and a group 15 element are included together with elements such as carbon (C) and oxygen (O) in the photoconductive layer 11B, or in the charge injection blocking layer 11A and the photoconductive layer 11B. When elements such as carbon (C) and oxygen (O) are not included, the group 13 element is adjusted to 0.01 ppm to 200 ppm, and the group 15 element is adjusted to 0.01 ppm to 100 ppm. . In addition, by changing the content of the Group 13 element or the Group 15 element in the source gas with time, the concentration of these elements may be provided with a gradient over the layer thickness direction. In this case, the content of the Group 13 element and the Group 15 element in the photoconductive layer 11B may be such that the average content in the entire photoconductive layer 11B is within the above range.

また、光導電層１１Ｂについては、ａ−Ｓｉ系材料に微結晶シリコン（μｃ−Ｓｉ）を含んでいてもよく、このμｃ−Ｓｉを含ませた場合には、暗導電率・光導電率を高めることができるので、光導電層２２の設計自由度が増すといった利点がある。このようなμｃ−Ｓｉは、先に説明した成膜方法を採用し、その成膜条件を変えることにより形成することができる。たとえば、グロー放電分解法では、円筒状基体１０の温度および直流パルス電力を高めに設定し、希釈ガスとしての水素流量を増すことによって形成できる。また、μｃ−Ｓｉを含む光導電層１１Ｂにおいても、先に説明したのと同様な元素（第１３族元素、第１５族元素、炭素（Ｃ）、酸素（Ｏ）など）を添加してもよい。 The photoconductive layer 11B may contain microcrystalline silicon (μc-Si) in the a-Si material. When this μc-Si is included, the dark conductivity and photoconductivity are increased. Therefore, there is an advantage that the degree of freedom in designing the photoconductive layer 22 is increased. Such μc-Si can be formed by adopting the film formation method described above and changing the film formation conditions. For example, in the glow discharge decomposition method, it can be formed by setting the temperature and DC pulse power of the cylindrical substrate 10 to be high and increasing the flow rate of hydrogen as a dilution gas. Further, in the photoconductive layer 11B containing μc-Si, the same elements as described above (Group 13 element, Group 15 element, carbon (C), oxygen (O), etc.) may be added. Good.

表面層１１Ｃをａ−ＳｉＣ系の堆積膜として形成する場合には、原料ガスとして、ＳｉＨ_４（シランガス）などのＳｉ含有ガスおよびＣＨ_４などのＣ含有ガスの混合ガスを供給する。原料ガスにおけるＳｉとＣとの組成比については、連続的あるいは間欠的に変化させてもよい。すなわち、Ｃの比率が高くなるほど成膜速度が遅くなる傾向があるため、表面層１１Ｃにおける光導電層１１Ｂに近い部分についてはＣ比率が低くなるようにしつつ、自由表面側についてはＣ比率が高くなるように表面層１１Ｃを形成するようにしてもよい。たとえば、表面層１１Ｃの光導電層１１Ｂ側（界面側）においては、水素化アモルファスシリコンカーバイト（ａ−Ｓｉ_１−ｘＣ_ｘ：Ｈ）におけるｘ値（炭素比率）が０を超えて０．８未満の比較的Ｓｉ構成比の高い第１のＳｉＣ層を堆積した後、ｘ値（炭素比率）が０．９５以上１．０未満程度までＣ濃度を高くした第２のＳｉＣ層を堆積した２層構造であってもよい。 When the surface layer 11C is formed as an a-SiC-based deposition film, a mixed gas of a Si-containing gas such as SiH ₄ (silane gas) and a C-containing gas such as CH ₄ is supplied as a source gas. The composition ratio of Si and C in the source gas may be changed continuously or intermittently. That is, as the C ratio increases, the deposition rate tends to decrease. Therefore, the C ratio is low for the portion close to the photoconductive layer 11B in the surface layer 11C, while the C ratio is high for the free surface side. The surface layer 11C may be formed as described above. For example, on the photoconductive layer 11B side (interface side) of the surface layer 11C, the x value (carbon ratio) in hydrogenated amorphous silicon carbide (a-Si _1-x C _x : H) exceeds 0 and is less than 0. After depositing a first SiC layer having a relatively high Si composition ratio of less than 8, a second SiC layer having a C concentration increased to an x value (carbon ratio) of about 0.95 or more and less than 1.0 was deposited. A two-layer structure may be used.

第１のＳｉＣ層は、その膜厚が、耐圧、残留電位、膜強度などから決定され、通常０．１μｍ以上２．０μｍ以下、好適には０．２μｍ以上１．０μｍ以下、最適には０．３μｍ以上０．８μｍ以下とされる。第２のＳｉＣ層は、その膜厚が、耐圧、残留電位、膜強度、寿命（耐摩耗性）等から決定され、通常０．０１μｍ以上２μｍ以下、好適には０．０２μｍ以上１．０μｍ以下、最適には０．０５μｍ以上０．８μｍ以下とされる。 The film thickness of the first SiC layer is determined from the breakdown voltage, the residual potential, the film strength, etc., and is usually 0.1 μm or more and 2.0 μm or less, preferably 0.2 μm or more and 1.0 μm or less, and optimally 0. .3 μm or more and 0.8 μm or less. The film thickness of the second SiC layer is determined from pressure resistance, residual potential, film strength, life (wear resistance), etc., and is usually 0.01 μm or more and 2 μm or less, preferably 0.02 μm or more and 1.0 μm or less. Optimally, the thickness is 0.05 μm or more and 0.8 μm or less.

表面層１１Ｃは、上述のようにａ−Ｃ層として形成することもできる。この場合、原料ガスとしては、Ｃ２Ｈ２（アセチレンガス）あるいはＣＨ_４（メタンガス）などのＣ含有ガスが用いられる。また、表面層１１Ｃは、その膜厚が、通常０．１μｍ以上２．０μｍ以下、好適には０．２μｍ以上１．０μｍ以下、最適には０．３μｍ以上０．８μｍ以下とされる。 The surface layer 11C can also be formed as an aC layer as described above. In this case, a C-containing gas such as C 2 H 2 (acetylene gas) or CH ₄ (methane gas) is used as the source gas. The surface layer 11C has a thickness of usually 0.1 μm to 2.0 μm, preferably 0.2 μm to 1.0 μm, and optimally 0.3 μm to 0.8 μm.

表面層１１Ｃをａ−Ｃ層として形成した場合には、Ｓｉ−Ｏ結合に比べてＣ−Ｏ結合のほうが結合エネルギが小さいため、表面層１１Ｃをａ−Ｓｉ系材料により形成する場合に比べて、表面層１１Ｃの表面が酸化することをより確実に抑制できる。そのため、表面層１１Ｃをａ−Ｃ層として形成した場合には、印刷時のコロナ放電により発生するオゾンなどによって、表面層１１Ｃの表面が酸化されることが適切に抑制されるため、高温高湿環境下などでの画像流れの発生を抑制することができる。 When the surface layer 11C is formed as an aC layer, since the binding energy of the C—O bond is smaller than that of the Si—O bond, the surface layer 11C is formed of an a—Si based material. Further, it is possible to more reliably suppress the surface of the surface layer 11C from being oxidized. Therefore, when the surface layer 11C is formed as an aC layer, oxidation of the surface of the surface layer 11C by ozone generated by corona discharge during printing is appropriately suppressed. It is possible to suppress the occurrence of image flow under the environment.

円筒状基体１０に対する膜形成が終了した場合には、支持体３から円筒状基体１０を抜き取ることにより、図１に示した電子写真感光体１を得ることができる。そして、成膜後は、成膜残渣を取り除くため、真空反応室４内の各部材を分解し、酸、アルカリ、ブラスト等の洗浄を行い、次回成膜時に欠陥不良となる発塵が無いようウエットエッチングを行う。ウエットエッチングに代えて、ハロゲン系（ＣｌＦ₃、ＣＦ₄、Ｏ_２、NF₃、ＳｉＦ₆またはこれらの混合ガス）のガスを用いてガスエッチングを行うことも有効である。 When film formation on the cylindrical substrate 10 is completed, the electrophotographic photosensitive member 1 shown in FIG. 1 can be obtained by extracting the cylindrical substrate 10 from the support 3. After the film formation, in order to remove the film formation residue, each member in the vacuum reaction chamber 4 is disassembled and washed with acid, alkali, blast, etc., so that there is no dust generation that becomes defective in the next film formation. Wet etching is performed. Instead of wet etching, it is also effective to perform gas etching using a halogen-based gas (ClF ₃ , CF ₄ , O ₂ , NF ₃ , SiF ₆ or a mixed gas thereof).

上述のように、隣接する円筒状基体１０の間に隙間が形成され、その隙間には円筒状基体１０の周りに存在する気体が流入可能となっている。そのため、円筒状基体１０の外周面１０Ａに堆積膜を形成するときに、原料ガスの分解成分が隣接する円筒状基体１０の間の隙間に流入し、その分解成分ガスが隙間を規定する面に堆積する。その結果、円筒状基体１０には、外周面１０Ａから連続して粗面化処理された端面１９に堆積膜が形成される。そのため、円筒状基体１０に堆積膜を形成しているときに、円筒状基体１０の端部に粉体化した堆積物が付着して微小突起となることもなく、また円筒状基体１０の端部１０Ｂにおいて堆積膜の剥離することが抑制される。また、外周面１０Ａから連続して粗面化処理された端面１９に堆積膜が形成されると、円筒状基体１０の端部１０Ｂにおける膜の密着性が向上する。そのため、成膜終了後において基体支持体３から円筒状基体１０を取り外すときに、円筒状基体１０の端部１０Ｂにおいて膜剥がれが生じることを抑制することができる。したがって、本発明では、円筒状基体１０に微小突起が形成されることが抑制され、円筒状基体１０の端部１０Ｂでの膜剥がれや抑制されているために不良品の発生を抑制することができる。その結果、電子写真感光体１を製造する際の歩留まりを向上させることができ、製造コストの低減を図ることができるようになる。 As described above, a gap is formed between adjacent cylindrical bases 10, and gas existing around the cylindrical base 10 can flow into the gaps. Therefore, when a deposited film is formed on the outer peripheral surface 10A of the cylindrical substrate 10, the decomposition component of the source gas flows into the gap between the adjacent cylindrical substrates 10, and the decomposition component gas is on the surface that defines the gap. accumulate. As a result, a deposited film is formed on the cylindrical substrate 10 on the end surface 19 that has been subjected to the roughening treatment continuously from the outer peripheral surface 10A. Therefore, when the deposited film is formed on the cylindrical substrate 10, the pulverized deposit does not adhere to the end of the cylindrical substrate 10 to form minute protrusions. The peeling of the deposited film at the portion 10B is suppressed. Further, when a deposited film is formed on the end surface 19 that has been subjected to the roughening treatment continuously from the outer peripheral surface 10A, the adhesion of the film at the end portion 10B of the cylindrical substrate 10 is improved. Therefore, when the cylindrical substrate 10 is removed from the substrate support 3 after completion of the film formation, it is possible to suppress film peeling at the end portion 10B of the cylindrical substrate 10. Therefore, in the present invention, the formation of minute projections on the cylindrical base 10 is suppressed, and the film peeling or suppression at the end 10B of the cylindrical base 10 is suppressed, thereby suppressing the occurrence of defective products. it can. As a result, the yield when manufacturing the electrophotographic photoreceptor 1 can be improved, and the manufacturing cost can be reduced.

本実施例では、図２に示した形態の円筒状を用いて堆積膜を形成した場合に、端面を梨地状に粗面化することによる微小突起の発生に与える影響について検討した。 In this example, when the deposited film was formed using the cylindrical shape of the form shown in FIG. 2, the influence on the generation of microprotrusions by roughening the end surface into a satin finish was examined.

円筒状基体１０の外周面１０Ａに対する堆積膜の形成は、図３および図４に示したプラズマＣＶＤ装置２を用いて、円筒状基体１０（支持体３）と円筒状電極４０と間に負のパルス状直流電圧（図７参照）を印加することにより行なった。円筒状基体１０としては、Ａ５０５２アルミニウム合金製の抽伸管（外径：３０ｍｍ、肉厚：２．５ｍｍ、長さ：３４０ｍｍ）の両端部に対して旋盤により所定の切削加工を施したうえで、脱脂洗浄を行ったもの用いた。本実施例では、支持体３の軸方向にダミー基体３８Ａ，３８Ｂを用いて円筒状基体１０を２段積み重ねてセットした。また、プラズマＣＶＤ装置２においては、円筒状基体１０と円筒状電極４０との間の距離Ｄ４を２５ｍｍに設定するとともに円筒状電極４０を接地状態とした。成膜条件は、下記表１に示した通りとした。なお、成膜時における円筒状基体１０の回転速度は１０ｒｐｍとした。 Formation of the deposited film on the outer peripheral surface 10A of the cylindrical substrate 10 is performed by using the plasma CVD apparatus 2 shown in FIGS. 3 and 4 to form a negative film between the cylindrical substrate 10 (support 3) and the cylindrical electrode 40. This was performed by applying a pulsed DC voltage (see FIG. 7). As the cylindrical base 10, after performing predetermined cutting with a lathe on both ends of a drawing tube (outer diameter: 30 mm, wall thickness: 2.5 mm, length: 340 mm) made of A5052 aluminum alloy, What was degreased and washed was used. In this embodiment, the cylindrical base body 10 is stacked and set in two stages using the dummy base bodies 38A and 38B in the axial direction of the support 3. In the plasma CVD apparatus 2, the distance D4 between the cylindrical substrate 10 and the cylindrical electrode 40 was set to 25 mm, and the cylindrical electrode 40 was grounded. The film forming conditions were as shown in Table 1 below. The rotational speed of the cylindrical substrate 10 during film formation was 10 rpm.

円筒状基体１０については、円筒状基体１０の端部の切削加工を行なった後に端面１９に対してショットブラスト処理を行うことにより図２に示した形態に作製した。内表面側の面取り面１２はＣ０．５、外表面側の面取り面１３はＣ０．２とした。円筒状基体１０の端面１９の算術平均粗さＲａ（ＪＩＳＢ０６０１−１９９４に基づく）は、下記表２に示した範囲で変化させ。微小突起の発生状況を目視により確認した。微小突起の発生状況については、下記表２に示した。 The cylindrical substrate 10 was fabricated in the form shown in FIG. 2 by performing shot blasting on the end face 19 after cutting the end of the cylindrical substrate 10. The chamfered surface 12 on the inner surface side was C0.5, and the chamfered surface 13 on the outer surface side was C0.2. The arithmetic average roughness Ra (based on JIS B 0601-1994) of the end face 19 of the cylindrical substrate 10 is changed within the range shown in Table 2 below. The occurrence of microprojections was confirmed visually. The state of occurrence of microprojections is shown in Table 2 below.

表２に示す円筒状基体１０の端面粗さＲａ＝０．５μｍは端面１９に梨地処理を施していない場合であるが、微小突起が多数発生し、実用上問題の生じ得るものとなった。また、端面粗さＲａ＝１．０μmは端面１９に梨地処理を施しているが、微小突起が多数発生し、実用上問題の生じ得るものとなった。端面粗さＲａ＝２．０μｍ以上４．５μmはいずれも梨地処理を施しており、微小突起の発生がしないか、あるいは微小突起の発生がほとんどなく、実用上問題ないものとなった。端面粗さＲａ＝５．５μｍは端面１９に梨地処理を施しており微小突起の発生はないが、端面１９の粗さが大きいことにより、フランジ組付けの際に面振れが生じることがあった。したがって、微小突起の発生を回避する観点より端面１９の表面粗さは、算術平均粗さＲａにおいて２．０μm以上が好ましく、また、画像形成装置搭載時のフランジ組付けの観点より、端面１９の表面粗さは、算術平均粗さＲａにおいて４．５μm以下が好ましい。 The end surface roughness Ra = 0.5 μm of the cylindrical base 10 shown in Table 2 is a case where the end surface 19 is not subjected to a matte treatment, but a large number of fine protrusions are generated, which may cause problems in practice. Further, when the end surface roughness Ra = 1.0 μm, the end surface 19 is subjected to a satin finish, but a large number of fine protrusions are generated, which may cause problems in practice. The end surface roughness Ra = 2.0 μm or more and 4.5 μm was all subjected to a satin finish treatment, and no microprojections were generated or there were almost no microprojections, and there was no problem in practical use. The end surface roughness Ra = 5.5 μm has a matte finish on the end surface 19 and no fine protrusions are generated, but due to the large roughness of the end surface 19, surface runout may occur during flange assembly. . Therefore, the surface roughness of the end surface 19 is preferably 2.0 μm or more in terms of arithmetic average roughness Ra from the viewpoint of avoiding the generation of minute protrusions, and from the viewpoint of assembling the flange when the image forming apparatus is mounted, The surface roughness is preferably 4.5 μm or less in arithmetic average roughness Ra.

本発明に係る電子写真感光体の一例を示す断面図およびその要部拡大図である。1 is a cross-sectional view showing an example of an electrophotographic photosensitive member according to the present invention and an enlarged view of a main part thereof. 図１に示した電子写真感光体における端部の断面図である。FIG. 2 is a sectional view of an end portion of the electrophotographic photosensitive member shown in FIG. 1. 本発明に係る電子写真感光体の製造方法において用いる堆積膜形成装置の一例を示す縦断面図である。It is a longitudinal cross-sectional view which shows an example of the deposited film formation apparatus used in the manufacturing method of the electrophotographic photoreceptor which concerns on this invention. 図３に示した堆積膜形成装置の横断面図である。It is a cross-sectional view of the deposited film forming apparatus shown in FIG. 図３および図４に示した堆積膜形成装置の基体支持体に２つの円筒状基体を支持させた状態を示す断面図である。FIG. 5 is a cross-sectional view showing a state in which two cylindrical substrates are supported on a substrate support of the deposited film forming apparatus shown in FIGS. 3 and 4. 図５に示した２つの円筒状基体の連結部分を説明するための要部を示す断面図である。It is sectional drawing which shows the principal part for demonstrating the connection part of two cylindrical base | substrates shown in FIG. 図３および図４に示した堆積膜形成装置における電圧印加状態を説明するためのグラフである。It is a graph for demonstrating the voltage application state in the deposited film formation apparatus shown in FIG. 3 and FIG. 図３および図４に示した堆積膜形成装置における他の電圧印加状態を説明するためのグラフである。5 is a graph for explaining another voltage application state in the deposited film forming apparatus shown in FIGS. 3 and 4. 従来の堆積膜形成方法の一例を、プラズマＣＶＤ法を例にとって説明するための断面図である。It is sectional drawing for demonstrating an example of the conventional deposited film formation method taking plasma CVD method as an example. 図１１に示したＣＶＤ装置における基体支持体に２つの円筒状基体を支持させた状態を示す断面図である。FIG. 12 is a cross-sectional view showing a state where two cylindrical substrates are supported on a substrate support in the CVD apparatus shown in FIG. 11.

Explanation of symbols

１電子写真感光体
１０円筒状基体
１０Ａ（円筒状基体の）外周面
１１Ａ電荷注入阻止層（成膜層）
１１Ｂ光導電層（成膜層）
１１Ｃ表面層（成膜層）
１９（円筒状基体の）端面
３基体支持体 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Electrophotographic photoreceptor 10 Cylindrical base | substrate 10A Outer peripheral surface (A cylindrical base | substrate) 11A Charge injection | pouring prevention layer (film-forming layer)
11B Photoconductive layer (film formation layer)
11C Surface layer (film formation layer)
19 End surface (of cylindrical substrate) 3 Substrate support

Claims

A first step of supporting a plurality of cylindrical substrates on a substrate support;
A second step of forming a deposited film on the surfaces of the plurality of cylindrical substrates by a plasma CVD method ;
In a method for producing an electrophotographic photoreceptor containing
The plurality of cylindrical substrates are chamfered between an end surface roughened to an arithmetic average roughness Ra of 2.0 μm or more and 4.5 μm or less, and an outer peripheral surface of the cylindrical substrate and the end surface. Using a surface ,
In the first step, the plurality of cylindrical substrates are supported by the substrate support so that the end surfaces are located at adjacent portions of the cylindrical substrates adjacent to each other .
Wherein in the second step, the portion of the deposited film, characterized in Rukoto formed from the outer peripheral surface of the cylindrical substrate to an end surface which is the roughened via the chamfered surface of the electrophotographic photosensitive member Production method.