JPH0572784A - 真空蒸着装置 - Google Patents

真空蒸着装置

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JPH0572784A
JPH0572784A JP23208991A JP23208991A JPH0572784A JP H0572784 A JPH0572784 A JP H0572784A JP 23208991 A JP23208991 A JP 23208991A JP 23208991 A JP23208991 A JP 23208991A JP H0572784 A JPH0572784 A JP H0572784A
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JP
Japan
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temperature
vapor deposition
support shaft
substrate
vacuum
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Application number
JP23208991A
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English (en)
Inventor
Akira Otani
明 大谷
Kiyokatsu Nunoyama
清勝 布山
Minoru Miyazawa
實 宮沢
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Fuji Electric Co Ltd
Original Assignee
Fuji Electric Co Ltd
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Publication date
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Pending legal-status Critical Current

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    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C23COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
    • C23CCOATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
    • C23C14/00Coating by vacuum evaporation, by sputtering or by ion implantation of the coating forming material
    • C23C14/22Coating by vacuum evaporation, by sputtering or by ion implantation of the coating forming material characterised by the process of coating
    • C23C14/54Controlling or regulating the coating process
    • C23C14/541Heating or cooling of the substrates

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  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
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  • Organic Chemistry (AREA)
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  • Physical Vapour Deposition (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【目的】円筒状の被蒸着基体の温度を高精度で制御でき
る真空蒸着装置を提供する。 【構成】真空槽内の温調可能な回転支持軸に円筒状被蒸
着基体を装着し、この基体の温度を支持軸を介して所要
温度に制御しながらその表面に真空蒸着膜を形成する真
空蒸着装置において、支持軸と被蒸着基体との間に、蒸
着時の支持軸温度以下の沸点を有する液体を作動液とす
るヒートパイプカラーを介在させる。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】この発明は、例えば電子写真用感
光体の製造のために、円筒状の導電性基体の外表面にア
モルファスセレン系合金からなる感光層を真空蒸着で形
成する際に用いられる真空蒸着装置に関する。
【0002】
【従来の技術】円筒状の基体の外表面に薄膜を工業的規
模で形成する手段として、従来より真空蒸着法が知られ
ている。真空蒸着法においては、所要の膜質を有し、か
つ、外観,密着性の良好な蒸着膜を得るためには蒸着時
の基体温度が重要である。例えば、電子写真用感光体
(以下、単に感光体とも称する)のうち、セレンまたは
セレン合金を光導電性材料として用いる感光体は、通
常、アルミニウム合金からなる円筒状の基体の外表面に
感光層としてセレンまたはセレン合金を真空蒸着で成膜
することにより製造されるが、セレンまたはセレン合金
をアモルファス状態で成膜し、優れた電子写真特性を有
し、かつ、基体との密着性の良好な感光層を得るために
は、基体温度を精度良く管理することが極めて重要であ
る。また、複写機やプリンタにより美麗な画像を得るた
めには使用する感光体の感光層表面に欠陥のないことが
必要であるが、その点においても感光層蒸着時の基体温
度の管理が重要である。基体温度が所要の適切な温度よ
り低いと感光層表面に小さなピンホールが発生する欠陥
が生じ、高すぎると結晶化,再蒸発,大きなピンホール
の発生などの問題が生じてくる。
【0003】従来、被蒸着基体の温度管理方法として、
真空蒸着装置の被蒸着基体の支持軸内に水あるいは油な
どの熱媒体を循環させ、これらの熱媒体の温度を制御す
ることにより支持軸の温度を制御し、支持軸に装着され
る基体温度を制御し管理することが行われている。図4
は、上述のような支持軸温度制御機構を備えた真空蒸着
装置の一例の概念図である。真空槽壁4に取り付けられ
た支持軸(軸を中心に回転可能)1はパイプ9によりバ
ルブ10を介して高温温調槽8,バルブ11を介して低
温温調槽13にそれぞれ接続されており、また、パイプ
14によりバルブ15を介して高温温調槽8に,バルブ
16を介して低温温調槽13にそれぞれ接続されてい
る。6は支持軸1に平行にその下方に位置するように真
空槽壁4に取り付けられた蒸発源であり、7は蒸発源6
に充填された蒸着材料を加熱するヒータであり、5は真
空釜である。図5は支持軸1に基体3を装着した状態を
示す斜視図である。また、図6は支持軸1に基体3を装
着した部分の断面図で、支持軸1はその内部には円筒隔
壁101が設けられており、図4のパイプ9を通して送
り込まれる高温温調槽8の熱媒体12あるいは低温温調
槽13の熱媒体17は支持軸1の根本の部分で円筒隔壁
101の内側に入り、点線矢印に示すように支持軸1の
先端部で円筒隔壁の外側に移り、支持軸1の内面に接触
しながら支持軸1の根本に還流し、図4のパイプ14を
通って高温温調槽8あるいは低温温調槽13に戻る構造
となっている。
【0004】このような装置を用い、支持軸1に円筒状
基体3を装着し回転させながら、高温温調槽8内の所要
の温度に加熱制御された高温熱媒体(水あるいは油な
ど)12をバルブ10およびバルブ15を開いて、パイ
プ9内を矢印Aの方向に通して支持軸1内に送り込み、
内部を循環させた後パイプ14内を矢印Bの方向に通し
て高温温調槽8内に戻すことにより、支持軸1の温度を
所要の温度に制御し、その上に装着されている基体3の
温度を所要の適切な温度に制御する。これに平行して真
空槽内を排気して約10-5Torr以下の高真空とした
後(真空排気機構は図示せず)、蒸発源6内の蒸着材料
をヒータ7により加熱して基体3の外表面に蒸着膜を形
成する。続いて、バルブ10およびバルブ15を閉じ、
バルブ11およびバルブ16を開いて、パイプ9および
パイプ14を通して低温温調槽13内の所要温度に制御
された低温熱媒体(水あるいは油など)17を支持軸1
内を通して循環させ基体温度を下げた後、真空を破って
取り出すことにより感光体を得る。蒸着時の支持軸温度
および基体温度のプロファイルを図7,図8に例示す
る。図7はセレン・テルル合金が蒸着材料である場合の
例であり、図8はAs2Se3が蒸着材料である場合の例で
ある。上述のように、基体の温度制御は高温熱媒体およ
び低温熱媒体により温度制御される支持軸を介して行わ
れるが、従来は図6に示すように円筒状の基体3の内面
が直接支持体1に接触するように装着されており、両者
間の熱伝導により基体3の温度制御が行われていた。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上述の
ような真空蒸着装置の支持軸の温度制御においては、熱
媒体流量調整のバラツキ、および熱媒体の支持軸の流入
点から流出点までの放熱による温度低下により、支持軸
の温度にバラツキが生じる。例えば支持軸温度を60℃
に制御する場合、支持軸上長さ1000mmの間で3℃
程度の温度バラツキが生じる。また、真空蒸着装置を長
期間繰り返し使用すると、支持軸内の熱媒体流路壁に部
分的にさびが発生したりスケールや酸化劣化した熱媒体
が付着したりして熱媒体流量が部分的に変化し、支持軸
の温度のバラツキがさらに大きくなってくる傾向が生じ
るためオーバーホールを行わなければならないという問
題があった。
【0006】また、感光体は用途により種々の径のもの
が要求されるが、それに応じて基体の径を変えることが
必要となる。上述の真空蒸着装置においては、基体の径
に応じて、支持軸を対応した径のものに交換することが
必要であるが、手間がかかり、また、交換時に熱媒体が
漏れて真空槽内を汚染するという問題も生じていた。近
年、電子写真方式の複写機やプリンタには高画質化がさ
らに強く要求されるようになり、また、用途の多様化に
より少量多機種化が進んでいる。このため、高画質化を
図るために感光層蒸着時の基体温度を高精度に制御する
ことが必要となり、また、多機種化に伴う感光体の径の
多様化に対応するために支持軸の交換を頻繁に行わねば
ならなくなってきている。
【0007】この発明は、上述の点に鑑みてなされたも
のであって、円筒状の被蒸着基体の温度を高精度で所要
温度に制御することができ、かつ、基体の径が変わった
場合にもその度に支持軸を交換する必要はなく支持軸の
交換頻度を大幅に少なくすることができる真空蒸着装置
を提供することを解決しようとする課題とする。
【0008】
【課題を解決するための手段】上記の課題は、この発明
によれば、真空槽内の温調可能な回転支持軸に円筒状被
蒸着基体を装着しこの基体の温度を支持軸を介して所要
温度に制御しながらその表面に真空蒸着膜を形成する真
空蒸着装置において、前記支持軸と被蒸着基体との間に
蒸着時の支持軸温度以下の沸点を有する液体を作動液と
するヒートパイプカラーを介在させることによって解決
される。ヒートパイプカラーは、図3にその一例を示す
ように、円筒の壁内に空洞201を設け、封入孔202
を介してその内部を減圧した後作動液203を封入した
ものであり、作動液203は基体温度に応じて適切なも
のを選択する。例えば、アモルファスセレン・テルル合
金からなる蒸着膜を形成する場合には蒸着時の基体温度
は55℃に制御するのが好ましく、支持軸温度は60℃
に制御するのが適切であり、作動液203としては沸点
が60℃以下のものが好ましい。また、アモルファスセ
レン・ひ素合金からなる蒸着膜を形成する場合には蒸着
時の基体温度は200℃に制御するのが好ましく、支持
軸温度は250℃に制御するのが適切であり、作動液2
03としては沸点が250℃以下のものを使用するのが
好ましい。基体材料としてはアルミニウムまたはアルミ
ニウム合金材料が好適である。
【0009】
【作用】支持軸と基体との間にヒートパイプカラーを介
在させる。このような状態で、蒸着時、基体温度を所要
温度に制御するために支持軸温度を必要な温度にすると
熱伝導によりヒートパイプカラーの支持軸との接触部の
温度も同じ温度となり、内封されている蒸着時の支持軸
温度以下の沸点の作動液は蒸気となり、この蒸気により
ヒートパイプカラー表面の温度が制御される。その結
果、支持軸温度にバラツキがあってもヒートパイプカラ
ー表面の温度は均一となる。従って、ヒートパイプカラ
ーの上に装着された基体の温度は、従来の支持軸上に直
接装着された場合に比べてバラツキがなく均一なものと
なり、このような真空蒸着装置を用いることにより、例
えば、近年の厳しい市場要求を充たす特性,外観の優れ
た感光体を製造することが可能となる。
【0010】また、被蒸着基体の径が異なる場合には、
支持軸を交換することなく、その上に取り付けるヒート
パイプカラーをその外径が基体の内径に対応したものに
交換することにより対処することができ、支持軸交換に
よる熱媒体の漏洩を避けることができる。
【0011】
【実施例】図1は、この発明に係わる真空蒸着装置の支
持軸の部分の斜視図で、真空槽壁4に取り付けられた支
持軸1にヒートパイプカラー2が装着され、その上に基
体3が装着されている。図2は、その支持軸の部分の縦
断面図で支持軸1にヒートパイプカラー2,基体3が順
次装着されている。支持軸1は従来の装置と同様な構造
で、101は支持軸1内に設けられた円筒隔壁であり、
熱媒体は支持軸1の根本から円筒隔壁101の内側を通
り支持軸1の先端で円筒隔壁の外側に流れ点線矢印で示
すように循環する。円筒状のヒートパイプカラー2は二
重構造になっており、密閉された内部の空洞201内に
は作動液203が封入されている。図3はヒートパイプ
カラー2の斜視図で、空洞201は内部を封入孔202
を介して減圧された後作動液203を封入され密閉され
ている。
【0012】実施例1 図4に示したような支持軸温度制御機構を備えた真空蒸
着装置の支持軸にヒートパイプカラーを装着し、熱媒体
温度を変化させ、支持軸温度を変化させてヒートパイプ
カラー表面の温度分布を測定した。ヒートパイプカラー
はステンレス鋼(SUS)製で長さが1000mmであ
り、作動液として沸点27.6℃のHCFC(アサヒガ
ラス(株)製AK−123)を内圧10-3Torrとな
るように封入したものを用いた。温度測定位置を図9に
示す。a0 ないしa10はヒートパイプカラー2の表面位
置であり、C1 ,C2 は支持軸1上の位置であり、b0
ないしb10はヒートパイプカラーを取り外したときの支
持軸1上でヒートパイプカラー上のa0 ないしa10に対
応する位置である。各測定点のa0 ,b0 を基点とする
距離を表1および表2に示す。
【0013】
【表1】
【0014】
【表2】
【0015】次に測定結果を表3および表4に示す。
【0016】
【表3】
【0017】
【表4】
【0018】表3および表4より、長さ1000mmの
範囲において、支持軸上では熱媒体温度60℃の場合2
℃の温度バラツキがあるが、ヒートパイプカラー上では
熱媒体温度60℃の場合は勿論70℃,80℃の場合で
も1℃未満の温度バラツキであり、温度のバラツキが大
幅に低減されていることが判る。この結果より、ヒート
パイプを用いることにより基体の温度バラツキが低減さ
れることは明らかである。 上述のヒートパイプカラー
を装着した真空蒸着装置を用い、アルミニウム合金基体
の温度を55℃にしたところ、基体温度を55℃±1℃
に制御することができ、その上にテルルを10重量%含
有するセレン・テルル合金を蒸着して得られた感光体
は、特性,外観ともに優れており、欠陥のない良質の画
像が得られるものであった。
【0019】実施例2 実施例1におけるヒートパイプカラーの作動液を真空度
10-3Torrにおける沸点が100℃以下である鉱物
油(新日鉄化学(株)製サーモS300)に替え、熱媒
体の温度を200℃ないし340℃の間で変化させて支
持軸温度を変化させ、実施例1と同様にして温度分布測
定をした。その結果を表5および表6に示す。
【0020】
【表5】
【0021】
【表6】
【0022】表5および表6より、支持軸上では熱媒体
温度200℃の場合5℃の温度バラツキがあるが、ヒー
トパイプカラー上では熱媒体温度200℃の場合1℃以
内の温度バラツキであり、温度バラツキが大幅に減少し
ており、さらに、熱媒体温度250℃の場合でも1℃以
内,熱媒体温度330℃でも2℃以内の温度バラツキで
あり、ヒートパイプカラーの効果は明らかである。上述
のヒートパイプカラーを装着した真空蒸着装置を用い、
アルミニウム合金基体の温度を200℃にしたところ、
基体温度を200℃±1℃に制御することができ、その
上にAs2Se3を蒸着して得られた感光体は、特性,外観
ともに優れており、欠陥のない良質の画像が得られるも
のであった。
【0023】また、実施例1および実施例2において、
ヒートパイプカラーの外径を変化させて同様に温度バラ
ツキの評価を行ったが、ヒートパイプの作用原理から推
定されるように、外径の変化による温度バラツキの差異
は認められず、基体の径が異なった場合、支持軸を交換
することなく、ヒートパイプカラーを基体の径に対応し
た径のものに交換することにより対処できることが判っ
た。
【0024】
【発明の効果】この発明によれば、真空槽内の温調可能
な円筒状回転支持軸に円筒状被蒸着基体を装着しこの基
体の温度を支持軸を介して所要温度に制御しながらその
表面に真空蒸着膜を形成する真空蒸着装置において、前
記支持軸と被蒸着基体との間に、蒸着時の支持軸温度以
下の沸点を有する液体を作動液とするヒートパイプカラ
ーを介在させる。このようなヒートパイプカラーを介在
させることにより、被蒸着基体の温度を高精度で所要温
度に制御することが可能となる。また、被蒸着基体の径
が変わった場合にもその度に支持軸を交換することな
く、ヒートパイプカラーを基体の径に対応した外径のも
のに交換することにより対処でき、支持軸交換に伴う熱
媒体の漏洩を避け真空蒸着装置の汚染を防ぐことができ
る。
【0025】この発明による真空蒸着装置を用いること
により、セレンまたはセレン合金を光導電性材料として
用い、特性,外観が良好で、良質の画像が得られる感光
体を容易に量産することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図1】この発明の真空蒸着装置の支持軸の部分の斜視
【図2】この発明の真空蒸着装置の支持軸の部分の縦断
面図
【図3】ヒートパイプカラーの一例の斜視図
【図4】支持軸温度制御機構を備えた真空蒸着装置の一
例の概念図
【図5】従来の真空蒸着装置の支持軸の部分の斜視図
【図6】従来の真空蒸着装置の支持軸の部分の縦断面図
【図7】セレン・テルル合金を真空蒸着する際の支持軸
温度および基体温度の一例のプロファイルを示す図
【図8】As2Se3を真空蒸着する際の支持軸温度および
基体温度の一例のプロファイルを示す図
【図9】支持軸およびヒートパイプカラーの温度分布測
定点を示す断面図
【符号の説明】
1 支持軸 2 ヒートパイプカラー 3 基体 4 真空槽壁 101 円筒隔壁 201 空洞 202 封入孔 203 作動液

Claims (6)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】真空槽内の温調可能な回転支持軸に円筒状
    被蒸着基体を装着しこの基体の温度を支持軸を介して所
    要温度に制御しながらその表面に真空蒸着膜を形成する
    真空蒸着装置において、前記支持軸と被蒸着基体との間
    に蒸着時の支持軸温度以下の沸点を有する液体を作動液
    とするヒートパイプカラーを介在させることを特徴とす
    る真空蒸着装置。
  2. 【請求項2】ヒートパイプカラーの作動液の沸点が60
    ℃以下であることを特徴とする請求項1記載の真空蒸着
    装置。
  3. 【請求項3】ヒートパイプカラーの作動液の沸点が25
    0℃以下であることを特徴とする請求項1記載の真空蒸
    着装置。
  4. 【請求項4】真空蒸着膜がアモルファスセレン・テルル
    合金からなることを特徴とする請求項1または2記載の
    真空蒸着装置。
  5. 【請求項5】真空蒸着膜がアモルファスセレン・ひ素合
    金からなることを特徴とする請求項1または3記載の真
    空蒸着装置。
  6. 【請求項6】被蒸着基体がアルミニウムまたはアルミニ
    ウム合金からなることを特徴とする請求項1ないし5の
    うちのいずれかに記載の真空蒸着装置。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN109023288A (zh) * 2017-12-08 2018-12-18 常州市知豆信息科技有限公司 一种具有高效蒸镀工作装置的oled蒸镀设备

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CN109023288A (zh) * 2017-12-08 2018-12-18 常州市知豆信息科技有限公司 一种具有高效蒸镀工作装置的oled蒸镀设备
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