JPS6247486A - 電子写真用感光体の製造装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔発明の利用分野〕 本発明はアモルファスシリコン（以下、ａ−５ｉと略記
する）を含有する電子写真用感光体の製造装置に関する
ものである。

〔発明の背景〕

従来、電子写真の感光体に用いられている光導電性の材
料としては、アモルファスＳｓやＣｄＳ、ＺｎＯの微粉
結晶を有機バインダ中に分散させた複合材料やポリＮ−
ビニルカルバゾール（ＰＶＫ）。

トリフェニルアミンなどの有機化合物がある。これらの
材料は、高い光導電性を有しているが、感光体に用いた
場合、硬度が十分でないため電子写真方式を用いた複写
機やレーザプリンタなどの装置で使用中、表面に傷がつ
いたり、また摩耗して膜厚が変わり帯電電位が変化する
という欠点があった。更に、ＳθやＣｄＳは人体に有害
な物質であるため、これらの材料を用いた感光体の取り
扱いには、特別な注意が必要であった。これらの欠点を
改善するため、ａ　−Ｓ　ｉ系の感光体が提案された（
例えば、特開昭５４−７８１３５号公報）、ａ−８ｉは
、前記の従来の感光体に比べて、硬度が窩く、毒性を有
しないため、従来の感光体の持っていた欠点を改善する
ことが出来る。

ａ　−Ｓ　ｉは、文献〔例えば、工業材料筒３０春用５
号ｐ、１８〜ｐ、１９１９８２年５月発行や昭和５８年
３年３１日、サイエンスフォーラム社発行「最新アモル
ファスＳｉハンドブックＪ　Ｐ、Ｐ。

７２−７７）に示されているグロー放電分解法。

反応性スパッタ法、真空蒸着法等の堆積法によって作成
されるが、電子写真感光体の場合、アルミ等の円筒状ド
ラムを基板として、その上に堆積させるため、第３図に
垂直断面図を、第４図に水平断面図をそれぞれ示すよう
なグロー放電分解法を用いるのが一般的である。（例え
ば、特開昭５８−１４５９５４号公報参照。） グロー放電を行うための高周波電力（以下。

ＲＦパワー１とする）は、円筒状のパワー側電極１０と
アースに接続したドラム３との間に供給される。ドラム
３の表面は、ヒータ４で一定温度に保った状態で５ｉＨ
ａ等の原料ガスをプラズマ中に流入し、分解させて、ド
ラム表面上にａ　−Ｓ　ｉを成長させる。

、この様な円筒状のｔｔｔ極を用いて感光体ドラムを作
成すると、基板とするドラム３ばかりでなく、パワー側
電極１０の内側にもａ−８ｉの膜が付着してしまうため
、続けて感光体ドラムを作成する時に放電条件が変わっ
てしまう。そのため、感光ドラムを１本作る毎に、パワ
ー側電極１０を真空容器８から取り出して、内側を研摩
して付着したａ−８ｉ膜を取り除くか、又は、新しいド
ラム基板を入れる前に、ＣＦ４等のエツチングガスを流
し、ａ−８ｉ膜を作成する時と同じグロー放電させ、プ
ラズマエツチングで内面のａ　−Ｓ　ｉ層を落す等の方
法を用いる必要がある。

〔発明の目的〕

本発明は上述の事情に鑑みて為されたもので、ａ−Ｓｉ
を含有する電子写真用感光体を効率良く製造し得る装置
を提供しようとするものである。

〔発明の概要〕

上記の目的を達成するために創作した本発明の装置につ
いて、先ず、その基本的な原理を略述する。

本発明者は、前述の従来装置においてパワー側電極の内
側にもａ−８ｉが付着することに着目し、従来パワー側
電極は、感光体を作るためのアースに接続したドラム基
板をつつむような円筒状の形をしていたが、この形をや
め、感光体を作るためのアース側ドラムと同じドラムを
パワー側電極に用い、パワー側に接続するドラム内にも
やはりアース側ドラムと同じようにヒータを入れ、真空
容器内のドラム製造構成をパワー側とアース側でまった
く対称形にし、更に、ドラム表面温度等をパワー側とア
ース側で同じに設定した状態で、プラズマ放電を行わせ
て、同時に複数個の感光体ドラムを作成することを着想
した。

上記の原理に基づいて前記の目的（効率の良い製造）を
達成するため、本発明に係る電子写真用感光体の製造装
置は、真空容器内に、シリコン原子を含む原料ガスを供
給する手段を設け、上記真空容器内に装填した被加工物
に高周波電力を供給して該被加工物を１！極としてグロ
ー放電を行わせて、その表面にシリコン原子を含有する
アモルファス層を堆積させる電子写真用感光体の製造装
置において、前記の電極を構成する被加工物の数はこれ
を偶数個とし、かつ、対称をなす如く配列したものであ
ることを特徴とする。

〔発明の実施例〕

次に、本発明に係る電子写真用感光体の製造装置の実施
例６例を順次に説明する６ 実施例１ 第１図は、本発明を用いたａ　−Ｓ　ｉ感光体ドラム製
造装置の１実施例の垂直断面を模式的に描いた説明図、
第２図は同じく水平断面を模式的に描いた説明図である
。

真空容器内に、被加工品であるアルミニウム製ドラム３
を２個、対称的に設置し、それぞれのドラム３にヒータ
４及びモータ６を取り付け、加熱及び回転出来るように
する。その後、一方のドラム３に高周波電源（ＲＦ電源
１とする）側に、他方のドラム３はアースに接続する。

高周波パワーは、ＲＦｔｌｉ源１からコイルとコンデン
サから成るマツチングボックス２を通して供給され、プ
ラズマ放電は第２図の平行斜線を付して示した領域９で
発生する。使用できる周波数は１０ＫＨｚから２０ＭＨ
ｚ程度であるが、本実施例では１３．５６Ｍ　Ｈｚを用
いた。

次に、本装置を用いて、ａ　−Ｓ　ｉ感光体ドラムを作
成した例について述べる。

真空ポンプ（図示せず）を稼動させ、次にメインバルブ
５を開き、真空容器８内をＩＸＩ、０−８Ｔｏｒｒ以下
に減圧した後、ヒータ４に加える電力を調節して、両ド
ラム３の表面が２５０℃一定になるようにする。次に、
膜作成に必要な原料ガスを流量を一定にするマスフロー
コントローラ（図示せず）を通した後、ガス導入バルブ
７を開いて、真空容器８内に流入させる。原料ガスは、
本実施例では、Ｎｚガスで稀釈されたＳｉＨ４ガス（以
下、５ｉ）１４／Ｈｚと略す）を用いたが、本発明を実
施する場合、使用ガスの種類は、作成しようとする膜の
種類、及びドープ等による特性の制御の目的に応じて、
ＰＨ８ガス、　Ｂ！Ｈ８ガス、ＮＨｓＮｚガス５ｉＦａ
ガス、ＣＨａＮｚガスＮｚガス、　ＣｚＨ４ガス、　５
ｚＨｅガス等を単独又は混合状態で用いることも出来る
。

５ｉＨａ　／　Ｈｚの流量は、２００８ＣＣＭ、この時
の真空容器８内の圧力は０　、　Ｉ　Ｔｏｒｒに保ち、
高周波パワー１を投入して、プラズマ放電を生起させる
。

この時高周波パワーが有効に使われるように、マツチン
グボックス２内のコイル及びコンデンサの値を変えて整
合をとる。ａ−８ｉ膜は、上記状態でドラム３を両方と
も回転させながら、約２５μｍの厚さまで堆積させる。

以上の様な方法で作成した、ａ−８ｉ感光体ドラムは、
高周波パワー側に接続したものでもアース側に接続した
ものでも膜厚及び電子写真特性がまったく同じであった
。例えば、帯体は１００ＯＶ程度で、６３０ｎｍの波長
の光に対して、帯電電位を半分まで下げるのに必要な露
光量は、２．５ｍ　Ｊ　／　ｒｒｌであった。更に真空
容器８内には１反応生成物が殆ど付着していないことが
確認された。

本実施例において作成した感光体ドラムを通常の複写装
置に設置し、印刷した結果、良好な画像が得られた。又
、この画像は５０万回以上の印刷を繰り返しても劣化し
なかった。

実施例２ 第５図は前記と異なる実施例を示し、４本の感光ドラム
を同時に製作するための装置を示す水平断面の模式図で
ある。装置全体の構成は、第１図。

第２図に示した実施例とほぼ同じであるが、真空容器８
中のドラム３の配置を２本から４本に変えた構成である
。４本のドラム３は対称に配置し、向かい合った２本の
ドラム３をＲＦｔｌｉｉｌＪＸｌ側に、他の向かい合っ
た２本のドラム３をアースに接続する。上記の向かい合
うとは、対角線状に対向する意である。

ドラムの作成方法は、実施例１で述べた方法と同様な操
作で行う０本実施例２の装置を用いることにより、同時
に、特性を同じくする４本の感光体ドラムを製作できる
。この感光体ドラムを用いて印刷実験をした結果、実施
例１と同様に５０万回以上も良好な画像が得られた。

実施例３ 第６図は、本発明を平衡給電型電源１２に適用した実施
例を模式化して描いた水平断面図である。

平衡給電方式については、文献〔例えば、昭和５９年春
季、第３１回応用物理学関係連合講演会。

請演予稿熱ｐ、４００）に示されているように電圧が同
じで位相だけを１８０＠ずらして給電するもので、電気
的、構造的にバランス型にしてセルフバイアスがかから
ない様になっているため、通常の装置に比べて高速成膜
が可能である。

従来の感光体ドラム製造装置は、第３図に示した様にド
ラム３とパワー偏重ｆｉｌｏとが同心円状になっている
ため、ｔｔｔ極面積が非対称である。それゆえ、この装
置に平衡給電方式を適用しても、ａ−８ｉ膜を高速に堆
積させることができない。

しかし、本実施例の装置は第６図に示した様に構造的に
対称構造であるため、平衡給電方式を適用することがで
きる。

本実施例における感光体ドラム作成方法は、実施例１で
述べた方法とほぼ同じで、電気系の接続だけが異なる１
本実施例の装置を用いることにより、実施例１の方式に
比べて、堆積させるａ−８ｉ膜の特性を劣化させること
なく、約５倍から２０倍まで堆積速度を上げることがで
きた。又、本実施例の装置で作成した感光体ドラムを複
写装置に入れて、印刷実験をした結果、実施例１や２と
同様に５０万回以上も良好な画像が得られた。

実施例４ 第７図は、本発明を用いたａ−８ｉ感光体ドラムのイン
ライン方式の製造装置の１例を示す説明図である。イン
ライン方式は、ドラム基板を絶縁体でできているドラム
送り用パイプ１４にセットして連続的に送り込むことに
より連続生産できるため、１本ずつ作るバッチ方式に比
べて生産性が高い、第３図のような従来の製造方法では
、感光体ドラムを１本作るごとにパワー側電極１０に付
着したａ　−Ｓ　ｉを落とす作業が必要であるため、イ
ンライン方式には適してぃなかった。しがし、本発明は
、この点を改善しであるため、第７図に示したようにイ
ンライン方式に適用することができる０本装置で作成し
た感光体ドラムは、実施例１や２と同じ様な特性を有し
ていた。

実５施例５ 第８図は、ロール巻き状の薄いアルミニウム帯状部材１
５を被加工物とするように構成した実施例を示す。

前述の実施例と同一の図面参照番号を付したＲＦｆＦｔ
＠１．マツチングボックス２．及び平衡給電型１源１２
は前例におけると同様の構成部材である。前述の実施例
と同一の図面参照番号にダッシュを付して示したヒータ
４′、真空容器８′。

及びプラズマ放電領域９′は前例におけると類似の構成
部分である。本実施例は１対のロール巻き状の薄いアル
ミニウム帯状部材１５を繰り出し・巻き取りできるよう
に構成して、対称的に対向配設しである。このように構
成しても前記の実施例３と同様の効果が得られる。

〔発明の効果〕

以上詳述したように、本発明を適用すると、ａ−８ｉを
含有する電子写真用感光体を効率良く製造し得るという
優れた実用的効果を奏する。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の１実施例の垂直断面を模式化して描い
た説明図、第２図は同じく水平断面を模式化して描いた
説明図である。第３図は従来の感光体製造装置の垂直断
面を模式的に描いた説明図、第４図は同じく水平断面を
模式的に描いた説明図である。第５図乃至第８図は、そ
れぞれ前記と異なる実施例の説明図である。 １・・・ＲＦＩＸ源、２・・・マツチングボックス、３
・・・ドラム、４・・・ヒータ、５・・・メインバルブ
、６・・・モータ、７・・・ガス導入バルブ、８・・・
真空容器、９・・・プラズマ放電領域、１０・・・パワ
ー電極、１２・・・平衡給電型ｆｔｇ、１３・・・仕切
バルブ、１５・・・ロール巻き状の薄いアルミニウム帯
状部材。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、真空容器内に、シリコン原子を含む原料ガスを供給
   する手段を設け、上記真空容器内に装填した被加工物に
   高周波電力を供給して該被加工物を電極としてグロー放
   電を行わせて、その表面にシリコン原子を含有するアモ
   ルファス層を堆積させる電子写真用感光体の製造装置に
   おいて、前記の電極を構成する被加工物の数はこれを偶
   数個とし、かつ、対称をなす如く配列したものであるこ
   とを特徴とする電子写真用感光体の製造装置。 ２、前記の電極に印加する高周波電力を供給する電源は
   、対称をなして配列された電極を構成する各対の被加工
   物に対して、対接地電圧が等しく、かつ位相差１８０度
   の高周波電力を印加するように構成された平衡給電式の
   ものであることを特徴とする特許請求の範囲第１項に記
   載の電子写真用感光体の製造装置。 ３、前記の電極を構成する偶数個の被加工物は、円筒状
   に形成された金属性材料であることを特徴とする特許請
   求の範囲第１項又は同第２項に記載の電子写真用感光体
   の製造装置。 ４、前記の電極を構成する偶数個の被加工物は、ロール
   された薄板状の金属材料であることを特徴とする特許請
   求の範囲第１項又は同第２項に記載の電子写真用感光体
   の製造装置。